JPH0630444B2 - A/d変換器試験方式 - Google Patents

A/d変換器試験方式

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JPH0630444B2
JPH0630444B2 JP60093656A JP9365685A JPH0630444B2 JP H0630444 B2 JPH0630444 B2 JP H0630444B2 JP 60093656 A JP60093656 A JP 60093656A JP 9365685 A JP9365685 A JP 9365685A JP H0630444 B2 JPH0630444 B2 JP H0630444B2
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    • G01R29/027Indicating that a pulse characteristic is either above or below a predetermined value or within or beyond a predetermined range of values
    • G01R29/0276Indicating that a pulse characteristic is either above or below a predetermined value or within or beyond a predetermined range of values the pulse characteristic being rise time
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10Calibration or testing
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、A/D変換器において、特に入力信号に依存
する動特性を試験するための試験方式に関するものであ
る。
〔発明の背景〕
近年、ビデオ信号処理、波形記録、M般計測などのデジ
タル信号処理の分野において高速A/D変換器の需要は
急速に高まっている。この様な状況の中で、A/D変換
器の使用条件における動特性を試験するための試験方式
が重要となっている。特に、入力アナログ周波数がナイ
キスト周波数近く、もしくはそれ以上において使用され
る場合もあり、被試験A/D変換器の入力アナログ周波
数に依存した動特性を効率良く試験する必要が生じてい
る。
従来からの試験方式は、「日経エレクトロニクス」N
o.292,p221〜234(1982年)におい
て、マーチン・ネイル及びアート・ムトによる“A−D
変換器の動特性を試験する”、また、「日経エレクトロ
ニクス」No.338,p137〜234(1984
年)“画像処理の普及をにらみ開発熱高まるビデオ信号
用高速A−D変換IC”と題する文献において論じられ
ている。
第2図は、上記文献中に述べられている従来例の代表的
な試験方式である。図において、1は正弦波発生器、2
は被試験A/D変換器(DUT)、3はD/A変換器、
4はオシロスコープ、5はクロック発生器である。正弦
波発生器1の正弦波出力は、被試験A/D変換器2のア
ナログ入力端に入力される。被試験A/D変換器2は、
クロック発生器5より発生する変換クロックに同期し
て、デジタルデータを出力する。デジタルデータは、被
試験A/D変換器2以上の分解能、変換速度を有するD
/A変換器3によって、再度アナログ信号に再変換す
る。ここで、正弦波信号発生器1の発生信号周波数SG
とクロック発生器5の変換クロック周波数SPLとの相
互関係を選ぶことによってアナログ信号を再生できる。
第3図に示す様にSGSPL/2+Δなる関係を選
ぶことによって、入力正弦波の包絡線波形を、SG
SPL+Δなる関係を選ぶことによってビート波形を周
波数Δで再生できる。この再生波形をオシロスコープ
4によって観測することにより、被試験A/D変換器の
動特性を試験する。しかし、従来方式においては、入力
試験波形に正弦波を使用するために、波形上の各振幅値
における波形の傾斜、即ちスルーレートが異なる。従っ
て、特に波形頂部付近ではスルーレートが小さく、直流
入力時と等価であり、この部分の入力信号周波数依存性
を十分に試験できなかった。また、アナログ入力帯域幅
を試験するためには、SGを順次スイープし、再生波形
の振幅が3dB低下するアナログ入力周波数を見つけなけ
ればならない煩雑さを伴なった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、入力試験信号に方形波パルス、ステッ
プパルス等の急峻な立上り、立下り特性を持った波形を
使用することによって、従来例で問題であった入力試験
波形の各振幅値におけるスルーレートの相異を改善する
とともに、正弦波試験波形に比較して、試験点数を減少
可能な試験方式を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、方形波パルス、ステップパルス等の急峻な立
上り、立下り波形を持った試験信号を発生する試験信号
発生手段と、試験信号発生手段から発生した試験信号が
供給される被試験A/D変換器と、被試験A/D変換器
の出力デジタルデータから入力試験波形を再生するため
の再生手段とによって構成されるA/D変換器の動特性
試験装置において、試験信号周波数SG、A/D変換器
に印加するサンプルクロックの周波数SPL、出力デジ
タルデータから再生した入力波形1周期のサンプリング
点数N、及びデータ取込み繰り返し周期Mの関係を、
SPL=N/M・SGとすることを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の第1実施例を第1図を用いて説明する。
図において、2は被試験A/D変換器、3はD/A変換
器、4はオシロスコープ、6はラッチ回路、7はディグ
リッチ回路、8は周波数シンセサイザ、9は基準クロッ
ク発生器、10は分周器、11は方形波発生器である。被試
験A/D変換器2には、基準クロック発生器9より発生
した変換クロックが入力される。また、方形波発生器11
より発生した試験方形波と変換クロック間の相互の位相
関係をロックし、再生波形の安定度を向上する。このた
め、基準クロック発生器9より変換クロックに位相同期
した同期信号を発生し、これを周波数シンセサイザ8の
基準信号とする。更に方形波発生器11の出力方形波は、
周波数シンセサイザ8の出力信号と位相同期するために
変換クロックと出力方形波間の位相関係を同期する。被
試験A/D変換器2の出力デジタルデータは、変換クロ
ックを分周器10によってn分周(nは整数)したクロッ
クをラッチ回路6に加えることによって変換クロック周
波数の1/n間隔でラッチする。ラッチ回路を設けるこ
とにより、被試験A/D変換器2の出力デジタルデータ
間のスキューを軽減し、D/A変換器3の出力に生ずる
グリッチを低減する。ラッチ後の出力デジタルデータ
は、D/A変換器3によって再度アナログ信号に変換す
る。D/A変換器3の出力に生ずるグリッチを低減する
ために、デグリッチ回路7を通過させた再生出力をオシ
ロスコープ4によって観測する。再生出力波形は、変換
クロック周波数をSPL、試験方形波周波数をSG+Δ
、分周数nとした場合にSGSPL/nなる条件に
おいて周波数Δに変換される。
第4図(a)に示す様な、立上り時間t、スルーレート
SR=dV/dtの入力試験波形に対するA/D変換後の再
生波形が(b)に示す立上り時間t′になったとする。
この場合、A/D変換器個有の立上り時間t(AD)は で示される。従って、A/D変換器の周波数特性が、抵
抗と静電容量によって構成される一次積分形である時、
その遮断周波数0.35/t(AD)と近似で
き、立上り時間tの測定のみでを求めることがで
きる。入力試験波形(a)は、正弦波に比較してスルーレ
ートが大きく、かつ一定であり、被試験A/D変換器2
の全入力レンジに渡る振幅を加えることにより、均一な
スルーレート試験が可能である。また立上り時間t
可変することで、被試験A/D変換器2の特性に適した
波形を選択することもできる。第5図に実際の試作回路
例におけるA/D変換器の立上り部分の再生波形例を示
す。試験波形は、繰返し周波数5.001MHz、立上り時間t
=2nSの方形波を使用し、変換クロック周波数20MHz、
分周比4とした。この時、試験波形の一周期は、1KHz
のビート波形として再生され、第5図の立上り時間は、
等価的に8.8nSに相当する。従ってA/D変換器個有の
立上り時間は約8.6nSである。この値から遮断周波数
を求めると約40MHzと定められる。また、方形波発生
器11の出力インピーダンスZと、被試験A/D変換器
2のアナログ入力端との入力静電容量Cinとによって
立上り時間t(AD)が決定される場合には、出力インピ
ーダンス値Zを予め知ることで、Cin=1/2π
からCinの値を測定できる。一方、第5図の立
上り部分において、スルーレートの大きい部分に欠陥コ
ードが認められる。これから、スルーレート依存性の大
きい部分を容易に知ることもできる。
次に自動試験に好適な第2実施例について第6図から第
9図を使用して説明する。第6図の構成図において、2
は被試験A/D変換器、8は周波数シンセサイザ、9は
基準クロック発生器、11は方形波発生器、12はメモリ、
13は処理用計算機、14は、XYブロッタ等の表示装置で
ある。基準クロック発生器9、周波数シンセサイザ8、
方形波発生器11は第1実施例と同様の理由によって変換
クロック周波数SPLと試験方形波周波数SG間に位相
同期を行なう。被試験A/D変換器2の出力デジタルデ
ータは、変換クロック周波数SPLに同期してメモリ12
に一坦記憶する。更に出力デジタルデータは計算機13に
よってデータ並べ換え操作が行なわれ、再度アナログ信
号波形に変換される。この方式ではD/A変換器を使用
しないため、再生波形にD/A変換誤差を含まない利点
がある。
次に、以上の変換過程を第7図を用いて詳細に説明す
る。入力信号周波数SGか、ナイキスト周波数(=
SPL/2)に近い試験を行う場合に、入力信号一周期当
りのサンプル点数は十分な値を得ることができず、試験
を行なうために十分な波形情報を得ることは難しくな
る。しかし、第7図の様に入力信号が一定の繰返し周期
を持った場合には、数周期分の波形中から異なる波形情
報を得ることによって、入力信号一周期当りのサンプル
点数も等価的に増加することができ、試験を行なうに十
分な波形情報を得ることができる。第7図は、図(a)の
繰返し入力方形波信号を3周期に渡って図(b)の変換ク
ロックでA/D変換した場合の例である。A/D変換後
に得られた出力デジタルコードは図(c)に示す様にな
る。これを計算機13によって図(d)の様に並べ換えた後
に、出力デジタルコードに応じたレベルに変換するとに
よって図(a)の一周期当りに比較して3倍のサンプリン
グ点数を持つ再生波形を得ることができる。ここで、入
力信号周波数をSG、データ取込繰返し周期をM、変換
クロック周波数をSPLとした時に、入力信号一周期当
りのサンプリング点数をN個得たい場合には、SPL
N/M・SGとなる条件を満たすのみで良い。
第8図は、第6図の構成において、高速方形波を入力し
た場合の良品資料に対する再生波形の一例である。サン
プリング点数Nを増加することによって、立上り、立下
り部の詳細な試験が可能である。第9図は、第8図と同
様の条件において不良品資料を試験した結果である。立
上り、立下り部分において欠陥コードを生じ、スルーレ
ート依存性を試験できる。第8,9図において、立上り
時間からA/D変換器の遮断周波数を求める手法
は、第一実施例と同様である。本実施例は、基準クロッ
ク発生器9、周波数シンセサイザ8の発生周波数を計算
機によって制御し、かつ、再生波形を予め定めた良品波
形形状と自動比較を行なうことによって、任意試験周波
数において、被試験A/D変換器2の自動試験が可能で
ある。また、立上り時間tを波形認識で求めることに
よって、遮断周波数の自動試験も可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、A/D変換器の試験において入力試験
信号に方形波パルス、ステップパルス等の急峻な立上
り、立下り特性を持った波形を使用することによって、
入力試験波形の各振幅値におけるスルーレートの相異を
改善できる。更に、再生波形の立上り、立下り部分に着
目することにより、被試験A/D変換器の変換特性にお
いて、スルーレート依存性の高い部分を検出可能であ
り、これによって生じた欠陥コードも容易に検出でき
る。周波数帯域幅試験では、従来例では正弦波をスイー
プし、遮断周波数を見つける必要があったが、本発明に
よれば再生波形の立上り時から容易に試験できる。更
に、既知の出力インピーダンスを持つ方形波発生器を使
用した場合には立上り時間から被試験A/D変換器のア
ナログ入力端における入力静電容量を求めることができ
る。
以上、本発明を用いることによって、従来異なる試験方
式を必要としてた動特性試験項目を単一の方式のみで試
験可能であり、試験の簡易化と、高速化を実現する上で
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を適用した動特性試験方式
の構成図、第2図は従来例の動特性試験方式を示す図、
第3図は従来例の再生波形を示す図、第4図は本発明の
第1実施例における立上り時間と遮断周波数の計算方法
を示す図、第5図は試作装置における再生波形の一例を
示す図、第6図は本発明第2実施例を適用した動特性試
験方式の構成図、第7図は波形再生方法を示す図、第8
図は試作装置における良品資料の再生波形の一例を示す
図、第9図は、不良品資料の再生波形の一例を示す図で
ある。 1……正弦波発生器 2……被試験A/D変換器、 3……D/A変換器、4……オシロスコープ、 5……クロック発生器、6……ラッチ回路、 7……ディグリッチ回路、 8……周波数シンセサイザ、 9……基準クロック発生器、 10……分周器、11……方形波発生器、 12……メモリ、13……計算機、 14……XYプロッタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−174861(JP,A) 特開 昭54−88777(JP,A) 特開 昭57−19679(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】方形波パルス、ステップパルス等の試験信
    号を発生して被試験A/D変換器に供給する試験信号発
    生手段と、 サンプルクロックを発生して前記被試験A/D変換器に
    入力するクロック発生手段と、 該被試験A/D変換器の出力ディジタルデータから入力
    試験波形を再生する再生手段と、 該再生手段の再生した波形の立上り又は立下がり時間か
    ら前記被試験A/D変換器のアナログ遮断周波数を演算
    する演算手段と によって構成されるA/D変換器の動特性試験装置にお
    いて、 前記試験信号周波数SG、前記クロック発生手段の発生
    するサンプルクロックの周波数SPL、出力ディジタル
    データから再生した入力波形1周期のサンプリング点数
    N、及びデータ取り込み繰り返し周期Mの関係を、
    SPL=N/M・SG(但し、N,Mは自然数)とするこ
    とを特徴とするA/D変換器試験方式。
JP60093656A 1985-05-02 1985-05-02 A/d変換器試験方式 Expired - Lifetime JPH0630444B2 (ja)

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