JPH05129952A - 集積回路試験装置 - Google Patents
集積回路試験装置Info
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- JPH05129952A JPH05129952A JP3293311A JP29331191A JPH05129952A JP H05129952 A JPH05129952 A JP H05129952A JP 3293311 A JP3293311 A JP 3293311A JP 29331191 A JP29331191 A JP 29331191A JP H05129952 A JPH05129952 A JP H05129952A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ディジタルアナログ変換器（Ｄ／Ａコンバー
タ）の試験結果に対する精度を簡単に判断可能とする。 【構成】 Ｄ／Ａコンバータ２にデータ発生手段１から
試験データを与え、Ｄ／Ａコンバータ２の出力電圧を電
圧計３で測定する。そして計算手段４ａは、データ発生
手段１からの試験データと電圧計３で測定したＤ／Ａコ
ンバータ２の出力電圧に基づき、ＩＬＥ計算部４１で積
分直線性（ＩＬＥ）を、ＤＬＥ計算部４２で微分直線性
（ＤＬＥ）を求め、さらにＤＬＥrms 計算部４３で微分
直線性の二乗平均の平方根として求められる直線性誤差
ＤＬＥrms を求める。 【効果】 直線性誤差は測定値の誤差に従って大きく変
化する性質があり、これを用いることにより試験結果に
対する精度を簡単に判断可能となる。
タ）の試験結果に対する精度を簡単に判断可能とする。 【構成】 Ｄ／Ａコンバータ２にデータ発生手段１から
試験データを与え、Ｄ／Ａコンバータ２の出力電圧を電
圧計３で測定する。そして計算手段４ａは、データ発生
手段１からの試験データと電圧計３で測定したＤ／Ａコ
ンバータ２の出力電圧に基づき、ＩＬＥ計算部４１で積
分直線性（ＩＬＥ）を、ＤＬＥ計算部４２で微分直線性
（ＤＬＥ）を求め、さらにＤＬＥrms 計算部４３で微分
直線性の二乗平均の平方根として求められる直線性誤差
ＤＬＥrms を求める。 【効果】 直線性誤差は測定値の誤差に従って大きく変
化する性質があり、これを用いることにより試験結果に
対する精度を簡単に判断可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路試験装置に利
用され、特に、ディジタルアナログ変換器の直流特性の
試験に関する。
用され、特に、ディジタルアナログ変換器の直流特性の
試験に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディジタル信号処理した出力をアナログ
信号として出力するために、ディジタルアナログ変換器
（以下、Ｄ／Ａコンバータという。）が用いられる。こ
のＤ／Ａコンバータに主に要求される特性は、使用され
る目的が産業用から民生用までの広い範囲にわたってお
り、また、要求される速度および精度等が用途により全
く異なるため、まちまちではあるが、入力されるデータ
値に対して出力電圧が単調に直線性良く出力されるとい
う特性が共通的に要求される。特に、入力コードの単調
な増加に対して出力電圧が単調に増加する特性を単調増
加性と呼び、この単調増加性の良さを示す指標として、
微分直線性（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＬｉｎｅａｒｉ
ｔｙ Ｅｒｒｏｒ、以下、ＤＬＥという。）を試験する
ことが行われる。
信号として出力するために、ディジタルアナログ変換器
（以下、Ｄ／Ａコンバータという。）が用いられる。こ
のＤ／Ａコンバータに主に要求される特性は、使用され
る目的が産業用から民生用までの広い範囲にわたってお
り、また、要求される速度および精度等が用途により全
く異なるため、まちまちではあるが、入力されるデータ
値に対して出力電圧が単調に直線性良く出力されるとい
う特性が共通的に要求される。特に、入力コードの単調
な増加に対して出力電圧が単調に増加する特性を単調増
加性と呼び、この単調増加性の良さを示す指標として、
微分直線性（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＬｉｎｅａｒｉ
ｔｙ Ｅｒｒｏｒ、以下、ＤＬＥという。）を試験する
ことが行われる。
【０００３】また、入力コードの単調な増加に対して出
力電圧が単調に増加している場合においても、Ｄ／Ａコ
ンバータの出力電圧レンジの全域にわたって直線性が保
たれているかどうかは不明であるので、このような直線
性の良さを示す指標として、積分直線性（Ｉｎｔｅｇｒ
ａｌ Ｌｉｎｅａｒｉｔｙ Ｅｒｒｏｒ、以下、ＩＬＥ
という。）を試験することも同時に行われる。これらＤ
ＬＥおよびＩＬＥの試験は、それぞれについて異なった
試験を行うわけではなく、通常、Ｄ／Ａコンバータの入
力コードに対する出力電圧値を測定した値を用いて数値
計算により求められ判定される。
力電圧が単調に増加している場合においても、Ｄ／Ａコ
ンバータの出力電圧レンジの全域にわたって直線性が保
たれているかどうかは不明であるので、このような直線
性の良さを示す指標として、積分直線性（Ｉｎｔｅｇｒ
ａｌ Ｌｉｎｅａｒｉｔｙ Ｅｒｒｏｒ、以下、ＩＬＥ
という。）を試験することも同時に行われる。これらＤ
ＬＥおよびＩＬＥの試験は、それぞれについて異なった
試験を行うわけではなく、通常、Ｄ／Ａコンバータの入
力コードに対する出力電圧値を測定した値を用いて数値
計算により求められ判定される。
【０００４】以下、従来のＤ／ＡコンバータのＤＬＥお
よびＩＬＥの試験方法について、図７ないし図１１を参
照して説明する。
よびＩＬＥの試験方法について、図７ないし図１１を参
照して説明する。
【０００５】図７は従来の集積回路試験装置の一例の要
部を示すブロック構成図で、Ｄ／Ａコンバータの試験ブ
ロック図で、図８はその試験手順を示すフローチャート
である。
部を示すブロック構成図で、Ｄ／Ａコンバータの試験ブ
ロック図で、図８はその試験手順を示すフローチャート
である。
【０００６】データ発生手段１より出力されるコードが
Ｄ／Ａコンバータ２に与えられており、Ｄ／Ａコンバー
タ２の出力電圧は電圧計３により測定される。データ発
生手段１からの出力コードは順次インクリメンタルに上
昇していき、各コードに対するＤ／Ａコンバータ２の出
力電圧が電圧計３により順次測定されていく。電圧計３
により測定された各コードに対する電圧値と、データ発
生手段１より出力される当該コードとは計算手段４に与
えられ、図８に示すフローに従って計算手段４のＩＬＥ
計算部４１およびＤＬＥ計算部４２により、ＤＬＥおよ
びＩＬＥが各コードに対する値として求められる（ステ
ップＳ１１、Ｓ１２）。
Ｄ／Ａコンバータ２に与えられており、Ｄ／Ａコンバー
タ２の出力電圧は電圧計３により測定される。データ発
生手段１からの出力コードは順次インクリメンタルに上
昇していき、各コードに対するＤ／Ａコンバータ２の出
力電圧が電圧計３により順次測定されていく。電圧計３
により測定された各コードに対する電圧値と、データ発
生手段１より出力される当該コードとは計算手段４に与
えられ、図８に示すフローに従って計算手段４のＩＬＥ
計算部４１およびＤＬＥ計算部４２により、ＤＬＥおよ
びＩＬＥが各コードに対する値として求められる（ステ
ップＳ１１、Ｓ１２）。
【０００７】次に、ＩＬＥ計算部４１におけるＩＥＬの
計算方法について図９および図１０を用いて説明する。
図９はＮビット（Ｎは負でない整数）精度の場合の入力
コードに対する出力電圧の変化を示しており、実線が実
測データの概形を、また、破線が理想的な場合における
特性を示す。なおこの図９においては、実測データのた
わみ具合（＝直線性の悪さ）を誇張して書いてあり、実
際には破線で示す理想的な特性とほとんど区別がつかな
い。ここで、実線と破線のいずれがＤ／Ａコンバータの
大域的な直線性の良し悪しを示す積分直線性に対応する
ものを示す。具体的に、ＮビットＤ／Ａコンバータに対
する積分直線性（ＩＬＥ）は、入力コードを十進で表示
した数値ｎおよびｎに対応するＤ／Ａコンバータの出力
電圧の測定値ｅ（ｎ）を用いて、次式により計算され
る。
計算方法について図９および図１０を用いて説明する。
図９はＮビット（Ｎは負でない整数）精度の場合の入力
コードに対する出力電圧の変化を示しており、実線が実
測データの概形を、また、破線が理想的な場合における
特性を示す。なおこの図９においては、実測データのた
わみ具合（＝直線性の悪さ）を誇張して書いてあり、実
際には破線で示す理想的な特性とほとんど区別がつかな
い。ここで、実線と破線のいずれがＤ／Ａコンバータの
大域的な直線性の良し悪しを示す積分直線性に対応する
ものを示す。具体的に、ＮビットＤ／Ａコンバータに対
する積分直線性（ＩＬＥ）は、入力コードを十進で表示
した数値ｎおよびｎに対応するＤ／Ａコンバータの出力
電圧の測定値ｅ（ｎ）を用いて、次式により計算され
る。
【０００８】
【数１】 ここで、単位ＬＳＢは、Ｎビットの内の最小ビットの変
化に対応して理想的なＤ／Ａコンバータの出力電圧がス
テップ状に変化した場合のステップ電圧値を基準１とし
て設定される単位である。式（１）により求められたＩ
ＬＥを入力コードに対するグラフとして示したのが図１
０であり、図９においてＤ／Ａコンバータの特性が理想
的な特性に対して下方にたわんだ特性を示していること
を反映して、凹状のグラフとなる。
化に対応して理想的なＤ／Ａコンバータの出力電圧がス
テップ状に変化した場合のステップ電圧値を基準１とし
て設定される単位である。式（１）により求められたＩ
ＬＥを入力コードに対するグラフとして示したのが図１
０であり、図９においてＤ／Ａコンバータの特性が理想
的な特性に対して下方にたわんだ特性を示していること
を反映して、凹状のグラフとなる。
【０００９】次に、ＤＬＥの計算方法について、図１１
を用いて説明する。図１１は図９に実線で示したＤ／Ａ
コンバータの特性の一部を拡大して表示したものであ
る。図１１において、ｅ（ｎ−１）、ｅ（ｎ）、ｅ（ｎ
＋１）はそれぞれＤ／Ａコンバータの入力コードｎ−
１、ｎ、ｎ＋１に対してＤ／Ａコンバータが出力する電
圧を表わし、ａは前述した１（ＬＳＢ）に相当する電圧
値である。
を用いて説明する。図１１は図９に実線で示したＤ／Ａ
コンバータの特性の一部を拡大して表示したものであ
る。図１１において、ｅ（ｎ−１）、ｅ（ｎ）、ｅ（ｎ
＋１）はそれぞれＤ／Ａコンバータの入力コードｎ−
１、ｎ、ｎ＋１に対してＤ／Ａコンバータが出力する電
圧を表わし、ａは前述した１（ＬＳＢ）に相当する電圧
値である。
【００１０】ここで、Ｄ／Ａコンバータの単調増加性を
示す値として、理想的なＤ／Ａコンバータにおいて入力
コードの最小ビットが変化した場合に得られる電圧ステ
ップ値と、実際のＤ／Ａコンバータが同様の場合に出力
する電圧ステップ値とのずれ分が、図１１中のｂ
（ｎ）、ｂ（ｎ＋１）として示される。この各ｂ（ｎ）
を用いて積分直線性（ＩＬＥ）と同様にＬＳＢを単位と
して、微分直線性（ＤＬＥ）を ＤＬＥ（ｎ）＝ｂ（ｎ）／ａ ＝｛ｅ（ｎ）−ｅ（ｎ−１）−ａ｝／ａ ＝｛ｅ（ｎ）−ｅ（ｎ−１）｝／ａ−１ として求められる。さらに、ａは、 ｛ｅ（２N −１）−ｅ（０）｝／（２N −１） で示されるので、ＤＬＥ（ｎ）は次式で示すようにな
る。
示す値として、理想的なＤ／Ａコンバータにおいて入力
コードの最小ビットが変化した場合に得られる電圧ステ
ップ値と、実際のＤ／Ａコンバータが同様の場合に出力
する電圧ステップ値とのずれ分が、図１１中のｂ
（ｎ）、ｂ（ｎ＋１）として示される。この各ｂ（ｎ）
を用いて積分直線性（ＩＬＥ）と同様にＬＳＢを単位と
して、微分直線性（ＤＬＥ）を ＤＬＥ（ｎ）＝ｂ（ｎ）／ａ ＝｛ｅ（ｎ）−ｅ（ｎ−１）−ａ｝／ａ ＝｛ｅ（ｎ）−ｅ（ｎ−１）｝／ａ−１ として求められる。さらに、ａは、 ｛ｅ（２N −１）−ｅ（０）｝／（２N −１） で示されるので、ＤＬＥ（ｎ）は次式で示すようにな
る。
【００１１】
【数２】 以上のようなＩＬＥおよびＤＬＥを求めるための式は実
際は図７の計算手段４内のプログラムとしてのＤＬＥ計
算部４２およびＩＬＥ計算部４１により実現される。
際は図７の計算手段４内のプログラムとしてのＤＬＥ計
算部４２およびＩＬＥ計算部４１により実現される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】この従来の集積回路試
験装置におけるＤ／Ａコンバータの測定方法において
は、結果として得られるＤＬＥおよびＩＬＥがどの程度
信頼できるものであるかを判断するために、電圧計によ
り得られる測定値のばらつき具合を調べておく必要があ
る。このばらつき具合を調べる方法として、同一サンプ
ルによって多数回測定した電圧値、すなわちＤＬＥおよ
びＩＬＥのそれぞれの分散、および相関をとることが通
常行われている。しかし、Ｄ／Ａコンバータの１回の特
性評価より得られるデータの数は、Ｄ／Ａコンバータの
分解能がＮビットである場合においては２N 個となり、
かつ、測定回数がＭ回であるとすれば、Ｍ・２N 個のデ
ータを処理しなければならないので、計算手段内で処理
を行うとすると、多量のメモリ−領域を含む分散・相関
計算手段を新たにつけ加えた計算手段を必要とするの
で、計算手段が複雑となる欠点がある。
験装置におけるＤ／Ａコンバータの測定方法において
は、結果として得られるＤＬＥおよびＩＬＥがどの程度
信頼できるものであるかを判断するために、電圧計によ
り得られる測定値のばらつき具合を調べておく必要があ
る。このばらつき具合を調べる方法として、同一サンプ
ルによって多数回測定した電圧値、すなわちＤＬＥおよ
びＩＬＥのそれぞれの分散、および相関をとることが通
常行われている。しかし、Ｄ／Ａコンバータの１回の特
性評価より得られるデータの数は、Ｄ／Ａコンバータの
分解能がＮビットである場合においては２N 個となり、
かつ、測定回数がＭ回であるとすれば、Ｍ・２N 個のデ
ータを処理しなければならないので、計算手段内で処理
を行うとすると、多量のメモリ−領域を含む分散・相関
計算手段を新たにつけ加えた計算手段を必要とするの
で、計算手段が複雑となる欠点がある。
【００１３】この欠点を避けるために、測定した電圧値
すなわちＤＬＥおよびＩＬＥのデータを他の計算機に転
送し、前述した相関および分散等を計算させることも考
えられるが、計算機および転送する手段を新たに必要と
する欠点がある。
すなわちＤＬＥおよびＩＬＥのデータを他の計算機に転
送し、前述した相関および分散等を計算させることも考
えられるが、計算機および転送する手段を新たに必要と
する欠点がある。
【００１４】さらに、前記の欠点が除去されたとして
も、前記分散・相関等統計処理による測定精度の確認方
法では、なお以下に述べるような欠点がある。図７に示
す試験ブロック図で用いられる電圧計３は、高精度な直
流電圧測定を行う必要があることから、変換速度は低速
であるが雑音除去能力を有しかつ高精度な積分型アナロ
グディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータを主体として構成さ
れる。この雑音除去能力および分解能は、積分時間を長
く設定するほど高くなるが、測定に必要となる時間も長
くなってしまうので、測定しようとするＤ／Ａコンバー
タの特性と、測定データに必要とされる精度との兼ね合
いにより積分時間は最適な値に設定しなければならな
い。例えば、試作品等の評価では、比較的積分時間を長
めにして精度を上げることが必要であり、また、量産時
の選別では積分時間を必要最小限度に短縮して選別にか
かるコストを下げることが要求される。このような精度
と測定時間の相反する関係を具体的に判断するために、
前述した分散・相関等の処理結果を用いた場合には、手
間のかかる測定と、分散・相関を得るための膨大な統計
処理とを測定時間を変えながらくり返し行う必要がある
ので、実際には実行が困難であるばかりでなく、たとえ
実行できたとしても、必ずしも最適な測定時間を決定で
きるわけではない欠点がある。
も、前記分散・相関等統計処理による測定精度の確認方
法では、なお以下に述べるような欠点がある。図７に示
す試験ブロック図で用いられる電圧計３は、高精度な直
流電圧測定を行う必要があることから、変換速度は低速
であるが雑音除去能力を有しかつ高精度な積分型アナロ
グディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータを主体として構成さ
れる。この雑音除去能力および分解能は、積分時間を長
く設定するほど高くなるが、測定に必要となる時間も長
くなってしまうので、測定しようとするＤ／Ａコンバー
タの特性と、測定データに必要とされる精度との兼ね合
いにより積分時間は最適な値に設定しなければならな
い。例えば、試作品等の評価では、比較的積分時間を長
めにして精度を上げることが必要であり、また、量産時
の選別では積分時間を必要最小限度に短縮して選別にか
かるコストを下げることが要求される。このような精度
と測定時間の相反する関係を具体的に判断するために、
前述した分散・相関等の処理結果を用いた場合には、手
間のかかる測定と、分散・相関を得るための膨大な統計
処理とを測定時間を変えながらくり返し行う必要がある
ので、実際には実行が困難であるばかりでなく、たとえ
実行できたとしても、必ずしも最適な測定時間を決定で
きるわけではない欠点がある。
【００１５】本発明の目的は、前記の欠点を除去するこ
とにより、Ｄ／Ａコンバータの試験結果に対する精度を
簡単に判断できる手段を有する集積回路試験装置を提供
することにある。
とにより、Ｄ／Ａコンバータの試験結果に対する精度を
簡単に判断できる手段を有する集積回路試験装置を提供
することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、被試験回路で
あるディジタルアナログ変換器に試験データを入力する
データ発生手段と、前記ディジタルアナログ変換器の出
力電圧を測定する電圧測定手段と、前記データ発生手段
からのデータと前記電圧測定手段で測定したデータとを
入力し、前記ディジタルアナログ変換器の微分直線性お
よび積分直線性を求める計算手段とを備えた集積回路試
験装置において、前記計算手段は、前記微分直線性の二
乗平均の平方根から求められる直線性誤差を求める手段
を含むことを特徴とする。
あるディジタルアナログ変換器に試験データを入力する
データ発生手段と、前記ディジタルアナログ変換器の出
力電圧を測定する電圧測定手段と、前記データ発生手段
からのデータと前記電圧測定手段で測定したデータとを
入力し、前記ディジタルアナログ変換器の微分直線性お
よび積分直線性を求める計算手段とを備えた集積回路試
験装置において、前記計算手段は、前記微分直線性の二
乗平均の平方根から求められる直線性誤差を求める手段
を含むことを特徴とする。
【００１７】
【作用】Ｄ／Ａコンバータの微分直線性（ＤＬＥ）の二
乗平均の平方根からなる直線性誤差ＤＬＥrms ｛（７）
式参照｝は、測定値の誤差が十分小さい場合にはほとん
どＤ／Ａコンバータの特性により値が定まり、測定値の
誤差が大きくなるにつれて大きくなる性質がある。ま
た、積分時間に対しては、積分時間が短くなる程急激に
大きくなる性質がある（図３参照）。また、その計算
は、既に求められた微分直線性をもとに計算するので簡
単に行うことができる。
乗平均の平方根からなる直線性誤差ＤＬＥrms ｛（７）
式参照｝は、測定値の誤差が十分小さい場合にはほとん
どＤ／Ａコンバータの特性により値が定まり、測定値の
誤差が大きくなるにつれて大きくなる性質がある。ま
た、積分時間に対しては、積分時間が短くなる程急激に
大きくなる性質がある（図３参照）。また、その計算
は、既に求められた微分直線性をもとに計算するので簡
単に行うことができる。
【００１８】従って、直線性誤差ＤＬＥrms を求めるこ
とにより、Ｄ／Ａコンバータの試験結果に対する精度を
簡単に判断することができるとともに、精度と測定時間
の最適化を図ることが可能となる。
とにより、Ｄ／Ａコンバータの試験結果に対する精度を
簡単に判断することができるとともに、精度と測定時間
の最適化を図ることが可能となる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２０】図１は本発明の一実施例の要部を示すブロ
ック構成図で、Ｄ／Ａコンバータの試験ブロックを示
す。
ック構成図で、Ｄ／Ａコンバータの試験ブロックを示
す。
【００２１】本実施例は、被試験回路であるＤ／Ａコン
バータ２に試験データを入力するデータ発生手段１と、
Ｄ／Ａコンバータの出力電圧を測定する電圧測定手段と
しての電圧計３と、データ発生手段１からのデータと電
圧計３で測定したデータとを入力し、Ｄ／Ａコンバータ
２の積分直線性（ＩＬＥ）および微分直線性（ＤＬＥ）
を求めるＩＬＥ計算部４１およびＤＬＥ計算部４２を含
む計算手段４ａとを備えた集積回路試験装置において、
本発明の特徴とするところの、計算手段４ａは、前記微
分直線性の二乗平均の平方根からなる直線性誤差（ＤＬ
Ｅrms ）を求める手段としてのＤＬＥrms 計算部４３を
含んでいる。
バータ２に試験データを入力するデータ発生手段１と、
Ｄ／Ａコンバータの出力電圧を測定する電圧測定手段と
しての電圧計３と、データ発生手段１からのデータと電
圧計３で測定したデータとを入力し、Ｄ／Ａコンバータ
２の積分直線性（ＩＬＥ）および微分直線性（ＤＬＥ）
を求めるＩＬＥ計算部４１およびＤＬＥ計算部４２を含
む計算手段４ａとを備えた集積回路試験装置において、
本発明の特徴とするところの、計算手段４ａは、前記微
分直線性の二乗平均の平方根からなる直線性誤差（ＤＬ
Ｅrms ）を求める手段としてのＤＬＥrms 計算部４３を
含んでいる。
【００２２】図２は本実施例の試験手順を示すフローチ
ャートである。図２に示すように、本実施例では、始め
に、従来例と同様に、計算手段４ａは、ＩＬＥ計算部４
１によりＩＬＥを計算し（ステップＳ１）、続いてＤＬ
Ｅ計算部４２によりＤＬＥを計算する（ステップＳ
２）。そしてこの計算されたＤＬＥについて、ＤＬＥ
rms 計算部４３によりＤＬＥrms を計算する（ステップ
Ｓ３）。
ャートである。図２に示すように、本実施例では、始め
に、従来例と同様に、計算手段４ａは、ＩＬＥ計算部４
１によりＩＬＥを計算し（ステップＳ１）、続いてＤＬ
Ｅ計算部４２によりＤＬＥを計算する（ステップＳ
２）。そしてこの計算されたＤＬＥについて、ＤＬＥ
rms 計算部４３によりＤＬＥrms を計算する（ステップ
Ｓ３）。
【００２３】次に、図１の動作、特に、計算手段４ａに
おけるＤＬＥrms 計算部４３について説明する。
おけるＤＬＥrms 計算部４３について説明する。
【００２４】ＤＬＥrms の具体的計算は、ＤＬＥ（ｎ）
の二乗和を２N −１で割った平方根により求められ、次
式となる。
の二乗和を２N −１で割った平方根により求められ、次
式となる。
【００２５】
【数３】 式（３）自体の計算は、ＤＬＥ（ｎ）が既に求められて
いるので、ＤＬＥ（ｎ）×ＤＬＥ（ｎ）を全てのｎに対
して和をとった後、２N −１で割り、その後平方根を計
算するだけで良い。
いるので、ＤＬＥ（ｎ）×ＤＬＥ（ｎ）を全てのｎに対
して和をとった後、２N −１で割り、その後平方根を計
算するだけで良い。
【００２６】次に、この式（３）の示す値が、実際に測
定したデータの測定値が有する誤差に対してどのような
性質を示すかを説明する。ＤＬＥの計算自体は式（２）
により既に示してあるが、電圧計３の測定したデータｅ
（ｎ）には、実際には誤差ｎ（ｎ）が含まれている。こ
の誤差ｎ（ｎ）は、Ｄ／Ａコンバータの出力電圧に重畳
する外乱による雑音や、電圧計自体の精度が有限できる
ための打ち切り、または、丸めの誤差等を全て含んだも
のである。
定したデータの測定値が有する誤差に対してどのような
性質を示すかを説明する。ＤＬＥの計算自体は式（２）
により既に示してあるが、電圧計３の測定したデータｅ
（ｎ）には、実際には誤差ｎ（ｎ）が含まれている。こ
の誤差ｎ（ｎ）は、Ｄ／Ａコンバータの出力電圧に重畳
する外乱による雑音や、電圧計自体の精度が有限できる
ための打ち切り、または、丸めの誤差等を全て含んだも
のである。
【００２７】また、実際のＤ／Ａコンバータの出力電圧
ｅ（ｎ）は、理想的なＤ／Ａコンバータが入力されるコ
ードｎに対して比例した一定のステップ電圧Ｓで変化す
るよう出力された電圧ｎ・Ｓと、理想的なＤ／Ａコンバ
ータと実際のＤ／Ａコンバータの出力電圧の差電圧ｄ
（ｎ）の和となるので、 ｅ（ｎ）＝ｎＳ＋ｄ（ｎ） となる。これより式（２）の分子ｅ（ｎ）−ｅ（ｎ−
１）は、 ｅ（ｎ）−ｅ（ｎ−１） ＝｛ｎＳ＋ｄ（ｎ）＋ｎ（ｎ）｝−｛（ｎ−１）Ｓ＋ｄ（ｎ−１）＋ｎ（ｎ−１ ）｝＝Ｓ＋ｄ（ｎ）＋ｎ（ｎ）−｛ｄ（ｎ−１）＋ｎ（ｎ−１）｝ となる。また分母ｅ（２N −１）−ｅ（０）は、 ｅ（２N −１）−ｅ（０） ＝（２N −１）Ｓ＋ｄ（２N −１）＋ｎ（２N −１）−ｄ（０）−ｎ（０） となるが、 ｜ｄ（ｎ）｜＜＜｜（２N −１）・Ｓ｜，｜ｎ（ｎ）｜＜＜｜（２N −１）Ｓ｜ であるので、 ｅ（２N −１）−ｅ（０）≒（２N −１）Ｓ となる。
ｅ（ｎ）は、理想的なＤ／Ａコンバータが入力されるコ
ードｎに対して比例した一定のステップ電圧Ｓで変化す
るよう出力された電圧ｎ・Ｓと、理想的なＤ／Ａコンバ
ータと実際のＤ／Ａコンバータの出力電圧の差電圧ｄ
（ｎ）の和となるので、 ｅ（ｎ）＝ｎＳ＋ｄ（ｎ） となる。これより式（２）の分子ｅ（ｎ）−ｅ（ｎ−
１）は、 ｅ（ｎ）−ｅ（ｎ−１） ＝｛ｎＳ＋ｄ（ｎ）＋ｎ（ｎ）｝−｛（ｎ−１）Ｓ＋ｄ（ｎ−１）＋ｎ（ｎ−１ ）｝＝Ｓ＋ｄ（ｎ）＋ｎ（ｎ）−｛ｄ（ｎ−１）＋ｎ（ｎ−１）｝ となる。また分母ｅ（２N −１）−ｅ（０）は、 ｅ（２N −１）−ｅ（０） ＝（２N −１）Ｓ＋ｄ（２N −１）＋ｎ（２N −１）−ｄ（０）−ｎ（０） となるが、 ｜ｄ（ｎ）｜＜＜｜（２N −１）・Ｓ｜，｜ｎ（ｎ）｜＜＜｜（２N −１）Ｓ｜ であるので、 ｅ（２N −１）−ｅ（０）≒（２N −１）Ｓ となる。
【００２８】よって、式（２）は近似的に、
【００２９】
【数４】 となる。
【００３０】ここで、ＤＬＥ（ｎ）の二乗和を全てのｎ
についてとると、
についてとると、
【００３１】
【数５】 となる。ここで、ｄ（ｎ）およびｎ（ｎ）はほぼ白色ガ
ウス性雑音と近似できるので、前記式（４）の第５項以
降は全て「０」と見なしてよい。
ウス性雑音と近似できるので、前記式（４）の第５項以
降は全て「０」と見なしてよい。
【００３２】よって、式（４）は、
【００３３】
【数６】 となる。ここで、式（５）の第１項および第２項は、測
定されているＤ／Ａコンバータの単調性の悪さを示して
おり、また、第３項および第４項は前述したような誤差
に起因するものであるので、それぞれの和を再びＤ2 お
よびＮ2 とおけば、
定されているＤ／Ａコンバータの単調性の悪さを示して
おり、また、第３項および第４項は前述したような誤差
に起因するものであるので、それぞれの和を再びＤ2 お
よびＮ2 とおけば、
【００３４】
【数７】 となる。よって、ＤＬＥrms は、式（６）を２N −１で
割った値の平方根となり、
割った値の平方根となり、
【００３５】
【数８】 となる。従って、ＤＬＥrms の値は、 Ｄ2 ＞＞Ｎ2 つまり、測定値の誤差が十分小さい場合にはほとんどＤ
／Ａコンバータの特性により値が定まるが、 Ｄ2 ＜Ｎ2 となるにつれて、つまり測定値の誤差がＤ／Ａコンバー
タの特性を測定する上で無視できない値となるにつれて
大きくなる。
／Ａコンバータの特性により値が定まるが、 Ｄ2 ＜Ｎ2 となるにつれて、つまり測定値の誤差がＤ／Ａコンバー
タの特性を測定する上で無視できない値となるにつれて
大きくなる。
【００３６】次に、実際の８ビットＤ／Ａコンバータに
ついてＤＬＥrmsを測定した結果と、Ａ／Ｄコンバータ
の積分時間とを変化させたときのＤＬＥおよびＩＬＥの
測定結果を、それぞれ図３、図４（ａ）および（ｂ）、
図５（ａ）および（ｂ）、ならびに図６（ａ）および
（ｂ）にそれぞれ示す。ここで、図４（ａ）および
（ｂ）、図５（ａ）および（ｂ）、ならびに図６（ａ）
および（ｂ）は、それぞれ積分時間Ｔｉが、４．２ｍ
Ｓ、１６．７ｍＳならびに３３．４ｍＳの測定結果で、
それぞれ図（ａ）はＩＬＥを示し、図（ｂ）はＤＬＥを
示す。図５と図６のＤＬＥおよびＩＬＥのグラフはほと
んど同じであるが、図４のＤＬＥおよびＩＬＥのグラフ
では若干乱雑さが増加しているのか判る。しかし、図４
および図５に示されるグラフと形状がだいたい合ってい
る。
ついてＤＬＥrmsを測定した結果と、Ａ／Ｄコンバータ
の積分時間とを変化させたときのＤＬＥおよびＩＬＥの
測定結果を、それぞれ図３、図４（ａ）および（ｂ）、
図５（ａ）および（ｂ）、ならびに図６（ａ）および
（ｂ）にそれぞれ示す。ここで、図４（ａ）および
（ｂ）、図５（ａ）および（ｂ）、ならびに図６（ａ）
および（ｂ）は、それぞれ積分時間Ｔｉが、４．２ｍ
Ｓ、１６．７ｍＳならびに３３．４ｍＳの測定結果で、
それぞれ図（ａ）はＩＬＥを示し、図（ｂ）はＤＬＥを
示す。図５と図６のＤＬＥおよびＩＬＥのグラフはほと
んど同じであるが、図４のＤＬＥおよびＩＬＥのグラフ
では若干乱雑さが増加しているのか判る。しかし、図４
および図５に示されるグラフと形状がだいたい合ってい
る。
【００３７】以上のことは図３に示すように、積分時間
が３３．４ｍＳと１６．７ｍＳのときのＤＬＥrms の値
はほとんど同一であるが、４．２ｍＳの場合はＤＬＥ
rms の値が若干増加していることを反映しており、逆に
ＤＬＥrms の値により積分時間を決定すれば、測定精度
と測定時間の相反する関係を最適化することができる。
が３３．４ｍＳと１６．７ｍＳのときのＤＬＥrms の値
はほとんど同一であるが、４．２ｍＳの場合はＤＬＥ
rms の値が若干増加していることを反映しており、逆に
ＤＬＥrms の値により積分時間を決定すれば、測定精度
と測定時間の相反する関係を最適化することができる。
【００３８】なお、図３では、同一サンプルで５回ＤＬ
Ｅrms を測定した結果を示したが、これはＤＬＥrms の
実際のちらばり具合を示すためである。図３を見て判る
通り、ＤＬＥrms の値が小の場合にはほとんどデータの
変動がなく、ＤＬＥrms の値が大となるにつれてばらつ
きも若干大きくなる。しかし、このばらつき具合は、Ｄ
ＬＥrms の値の上昇に対して絶対値的に小であるので、
実際には、ＤＬＥrms の測定は各積分時間に対して一回
行うだけで十分である。
Ｅrms を測定した結果を示したが、これはＤＬＥrms の
実際のちらばり具合を示すためである。図３を見て判る
通り、ＤＬＥrms の値が小の場合にはほとんどデータの
変動がなく、ＤＬＥrms の値が大となるにつれてばらつ
きも若干大きくなる。しかし、このばらつき具合は、Ｄ
ＬＥrms の値の上昇に対して絶対値的に小であるので、
実際には、ＤＬＥrms の測定は各積分時間に対して一回
行うだけで十分である。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、Ｄ／Ａ
コンバータの積分直線性（ＩＬＥ）および微分直線性
（ＤＬＥ）を測定すると同時に微分直線性の二乗平均平
方根からなる直線性誤差（ＤＬＥrms ）を測定するよう
にしたので、測定値に対する信頼性、精度を簡単な計算
手段の追加により判定することができる効果がある。さ
らに、計算自体も複雑でなく簡単なために、測定時間の
短縮を測る場合において繰り返し行わなければならない
膨大な相関・分散を求めるための統計計算を行うことも
ないので、簡単に測定時間と測定値の精度が最適となる
点を求めることができる効果がある。
コンバータの積分直線性（ＩＬＥ）および微分直線性
（ＤＬＥ）を測定すると同時に微分直線性の二乗平均平
方根からなる直線性誤差（ＤＬＥrms ）を測定するよう
にしたので、測定値に対する信頼性、精度を簡単な計算
手段の追加により判定することができる効果がある。さ
らに、計算自体も複雑でなく簡単なために、測定時間の
短縮を測る場合において繰り返し行わなければならない
膨大な相関・分散を求めるための統計計算を行うことも
ないので、簡単に測定時間と測定値の精度が最適となる
点を求めることができる効果がある。
【図１】本発明の一実施例の要部を示すブロック構成
図。
図。
【図２】その試験手順を示すフローチャート。
【図３】その試験結果のＤＬＥrms を示す特性図。
【図４】その試験結果のＩＬＥおよびＤＬＥの第一例を
示す特性図。
示す特性図。
【図５】その試験結果のＩＬＥおよびＤＬＥの第二例を
示す特性図。
示す特性図。
【図６】その試験結果のＩＬＥおよびＤＬＥの第三例を
示す特性図。
示す特性図。
【図７】従来例の要部を示すブロック構成図。
【図８】その試験手順を示すフローチャート。
【図９】Ｄ／Ａコンバータの入力コードに対する出力電
圧を示す特性図。
圧を示す特性図。
【図１０】その入力コードに対するＩＬＥを示す特性
図。
図。
【図１１】図９の入力コードと出力電圧の関係を拡大し
て示した説明図。
て示した説明図。
１ データ発生手段 ２ Ｄ／Ａコンバータ ３ 電圧計 ４、４ａ 計算手段 ４１ ＩＬＥ計算部 ４２ ＤＬＥ計算部 ４３ ＤＬＥrms 計算部 ＤＬＥ 微分直線性 ＤＬＥrms 直線性誤差 ＩＬＥ 積分直線性 Ｓ１〜Ｓ３、Ｓ１１、Ｓ１２ ステップ
Claims (1)
- 【請求項１】 被試験回路であるディジタルアナログ変
換器に試験データを入力するデータ発生手段と、 前記ディジタルアナログ変換器の出力電圧を測定する電
圧測定手段と、 前記データ発生手段からのデータと前記電圧測定手段で
測定したデータとを入力し、前記ディジタルアナログ変
換器の微分直線性および積分直線性を求める計算手段と
を備えた集積回路試験装置において、 前記計算手段は、前記微分直線性の二乗平均の平方根か
ら求められる直線性誤差を求める手段を含むことを特徴
とする集積回路試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3293311A JPH05129952A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 集積回路試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3293311A JPH05129952A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 集積回路試験装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129952A true JPH05129952A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=17793197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3293311A Pending JPH05129952A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 集積回路試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05129952A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011041224A (ja) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Advantest Corp | 測定装置および測定方法 |
-
1991
- 1991-11-08 JP JP3293311A patent/JPH05129952A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011041224A (ja) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Advantest Corp | 測定装置および測定方法 |
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