JPS62133820A - D/a変換器の試験方法及びその装置 - Google Patents

D/a変換器の試験方法及びその装置

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JPS62133820A
JPS62133820A JP27330485A JP27330485A JPS62133820A JP S62133820 A JPS62133820 A JP S62133820A JP 27330485 A JP27330485 A JP 27330485A JP 27330485 A JP27330485 A JP 27330485A JP S62133820 A JPS62133820 A JP S62133820A
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Fumio Ikeuchi
池内 史夫
Toshiaki Ueno
俊明 上野
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はディジタル信号をアナログ信号に変換するD/
A変換器の試験装置に係り、特に、変換速度の高い領域
でも高精度に動特性を試験するのに好適なり/A変換器
の試験装置に関する。
〔発明の背景〕
近年コンピュータ端末の高精細ディスプレイやディジタ
ルTVなどにおいて、ディジタルデータをビデオ信号に
変換して出力する高速D/A変換器の開発、製品化が活
発化している。これに対処して、これらのD/A変換器
の高速な周波数域での変換特性、すなわち動特性を高精
度に自動処理で試験することのできる試験装置の開発が
要望されている。
従来、D/A変換器の直線性試験方法として特開昭58
−172560号公報に記載のものがある。第4図、第
5図によりその概要を述べる。第4図のブロック構成図
において、クロック発生器1から出力するクロックを計
数器2でカラン1〜し、被試験D/A変換器3は計数器
2の計数出力を入力に受けてD/A変換する。被試験D
/A変換器3から出力されるアナログ信号は標準A/D
変換器4に入力され、クロックと同一レートで制御部5
から出力されるA/D変換命令によりディジタル信号に
変換され、制御部5に送られる。制御部5で、期待値と
、標準A/D変換器4で得られた値とを比較して被試験
D/A変換器3の特性を評価する。
第5図はその時の主要信号のタイミングチャートを示し
たものである。尚、第5図中の波形を上から順に(a)
、 (b)、(c)と特定する。(a)はクロック発生
器1の出力、(b)は被試験D/A変換器の出力、(C
)は制御部5から標準A/D変換器4に与えられる変換
命令パルスである。
計数クロックに同期して計数器2は+1インクリメント
のディジタルデータを出力する。このディジタルデータ
に応じて被試験D/A変換器3は単調増加するアナログ
信号を出力する。そしてアナログ信号のステップごとに
A/D変換命令を出力してアナログ信号を標準A/D変
換器4によりディジタルデータに変換する。
ここでわかるように標準A/D変換器4は被試験D/A
変換器3と同一の速度で動作させている。
この構成で標準A/D変換器4は被試験D/A変換器3
より高精度のもの(ビット数の高いもの)を用いる必要
があるが、一般的にD/A変換器とA/D変換器では、
D/A変換器の方が、速度、分解能とも上位にある。し
たがって、第4図の従来構成で測定精度を保とうとする
と変換速度を上げることができず、被試験D/A変換器
3の高速域での特性試験に適用できないという問題があ
った。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、従来技術での上記した問題点を解消し
、標準A/D変換器の測定精度を高く保ちながら、被試
験D/A変換器の高速域での特性試験を可能とするD/
A変換器試験装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明では、上記目的を達成するために、パタン発生器
と被試験D/A変換器に周波数FDAのクロックを供給
して同一パタンを持つ少なくともM個のアナログ波形信
号を被試験D/A変換器がら繰返し出力させる第1のク
ロック発生器と、標準A/D変換器と演算処理部に周波
数FADのクロックを供給して上記M個のアナログ波形
信号のうちから1/FADの時間間隔ごとにN個の点で
ディジタル変換させる第2のクロック発生器と、上記ク
ロック発生器と基準発振器との間に配置されて上記時間
間隔1/FADが時間間隔1/FD八より大きく、かつ
、M、Nが互いに素の数となるように周波数FDA、 
FADを選択して各クロック発生器に供給する周波数シ
ンセサイザとを備えた構成とする。
従来例で述べたように、被試験D/A変換器と標準A/
D変換器に同一レート(周波数)の変換クロックを与え
たのでは、A/D変換器の実効的な分解能の点から、試
験レートの高速化は困燻である。そこで、本発明では、
被試験D/A変換器に与えるクロックと、標準A/D変
換器に与えるクロックとを別にし、被試験D/A変換器
には高速のレートを、標準A/D変換器には実効分解能
が低下しない低いレートのクロックを与えることで高精
度化をはかる。この場合、被試験D/A変換器から出力
されるアナログ信号の1周期からサンプルできるデータ
点数は減少するが、D/A変換器とA/D変換器に供給
するクロックの周波数関係を FAD=FAN×N/M  、FAN=FDA/nFA
D:標準A/D変換器の変換周波数FDA:被試験D/
A変換器の変換周波数FAX:アナログ波形信号の周波
数 n:FAsを生成するための1サイクル内のFDAのき
ざみ数 N:標準A/D変換器で取込むデータ点数M二N個のデ
ータを取込むために必要なFAXのサイクル数 のように、かつ、M%Nが互いに素の数となるように設
定することで1M個のアナログ波形信号のうちからN個
のデータを取込み、その後、データを並べ換えることで
、標準A/D変換器の変換速度を等価的に被試験D/A
変換器の変換レート以上にすることが可能となる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図により説明する。
第1図は本発明の実施例ブロック構成図を示し。
6はパタン発生器、3は被試験D/A変換器、4は標準
A/D変換器、7はメモリ、8は計算機。
9は第1のクロック発生器、10は第2のクロック発生
器、11.12はそれぞれ周波数シンセサイザ。
13は基準発振器である。
周波数シンセサイザ(1)11から出力される周波数F
DAの信号は第1のクロック発生器(■)9によって波
形成形され周波数FOAのクロックとしてパタン発生器
6と被試験D/A変換器3に供給され、パタン発生器6
はFDAに同期してディジタルパタンを繰返して被試験
D/A変換器3に供給する。被試験D/A変換器3は供
給されるディジタルパタンに応じたアナログ信号をFA
Xの周波数で出力する。この時のFAXは、ディジタル
パタンデータの発生サイクルにより、n種類のデータを
繰返し出力する場合FAN=FDA/nで規定される。
一方、周波数シンセサイザ(n)12から出力される周
波数FADの信号は第2のクロック発生器(IT)10
によって波形整形され、周波数FADのクロックとして
標準A/D変換器4とメモリ7に供給され、被試験D/
A変換器3から出力される周波数FAXのアナログ波形
を標準A/D変換器4によって再びディジタルデータに
変換してメモリ7に記憶させる。こうして取込まれたデ
ータを計算機8によって解析評価することで被試験D/
A変換器3の特性を試験する。
なお、周波数シンセサイザ(T)11、(11)12は
高安定な基準発振器13を共通の信号源とすることによ
り安定度を高めている。すなわち、各々のシンセサイザ
を単独で動作させてそれぞれの設定値の変動があった場
合には、相対的な周波数の変動が発生して測定精度の劣
化を引き起こすが、これに対して、各々のシンセサイザ
の発振源を共通化するなら、周波数変動があっても発振
源が共通であるため、相対的なズレはなくなり精度の劣
化は起こらない。
ここで被試験D/A変換器3を最高レートで試験するこ
とと、標準A/D変換器4を高精度域で動作させること
と、さらにサンプリングデータ富力 度を向上することとを同時に実現するた八には、FDA
、FADの周波数関係を、M、Nを互いに素の数として FAD= FANX N/M         (1)
FAN= FDA/ n           (2)
の関係式となるように設定する必要がある。
式(1)、(2)の関係を第2図で説明する。
以下、第2図中の波形を上から順に(a)、(b)。
(c)、(d)と特定する。第2図において、(a)は
被試験D/A変換器の出力波形の一例を示し、3ビツト
(8レベル)分解能のD/A変換器を例に” o o 
o”から” 111”までルベルずつ8段階増加させた
場合の繰返し波形を示している。この時の変換レートは
FD八で、繰返し波形の周波数FAMは(2)式に示す
ように、n=8の場合に相当するので、FAN”FDA
/8である。
(b)は被試験D/A変換器の出力を再びディジタル量
に変換するための標準A/D変換器の変換クロックで周
波数はFADである。この時のA/D変換データを(c
)に示すが、l!A準A/D変換器は被試験D/A変換
器より分解能の高い4ビツトのものを例にしている。
第2図のようにFAD、 Fo^、FANの周波数関係
を式(1)、(2)に従って設定すれば、標準A/D変
換器でサンプリングしたN=16個の点において、繰返
し波形に対して全て異なる点でのデータが得られること
になる。しかし、(C)のようにサンプルされたデータ
は配列がランダムであり、このままでは原波形を予想す
ることは困難であるが、(d)に示すように、並べ換え
ることによって原波形に戻すことが可能となる。並べ換
えのアルゴリズムは (xXM)Mod N=W       (3)J=x
(ただしW=1) Ad=  (i XJ)Mad  N        
  (4)の(3)式においてXを0から1ずつ変えて
WがIt I 11になる時のXの値をJとして(4)
式に代入する。(4)式のiは第2図(d)のサンプル
データの括弧()内の数値に対応し、Adは括弧()内
数値の下の値、すなわち、iの値に対応するデータの並
べ換え前のメモリのアドレスを示す。この(4)式のi
に11011から順次代入してAjを求め、第2図(d
)のように並べ換えを行う。第2図においてはN=16
、M=9で(3)式に代入するとJ=9となり i=0 : Aa=o、 i=1 : A−=9となる
。ここで(2)式を(1)式に代入するとFAD=FD
A×N/(M×n)      (5)となり、第2図
の例ではFAo”;0.2X FDAとなって標準A/
D変換器の変換クロックは、被試験D/A変換器のそれ
と比較して約115と低くすることができる。また式(
1)、(2)による周波数関係とデータの並べ換え操作
により等測的にFDAより速いクロックでサンプルした
ことになり、第2図の例では2倍のFDAでサンプルし
たことと等価となる。
次に、本発明の他の実施例を第3図によって説明する。
以下、第3図中の波形を上から順に(a)、(b)、(
c)、(d)、(e)、(f)と特定する。第2図実施
例では被試験D/A変換器に供給するディジタルデータ
として、第2図(a)のような1ステツプ毎に単調に増
加するデータを選んだが、実際の使用時にはこのような
パタンは少ない。また、このような単調増加のパタンで
は被試験D/A変換器に対してあまりきびしい試験にな
らない。そこで、第3図(a)のようなパタンを並べ換
え操作により第3図(b)のように並べ換えることによ
って被試験D/A変換器がきびしい動作となるディジタ
ルパタンとなる。第3図(b)のパタンは、(a)のよ
うな3ビツトD/A変換器において” o o o ”
から” 111 ”まで+1ずつ8ステツプ(=N1)
変化する繰返しパタンを3個飛びで抜き出した、すなわ
ち、Ml、N□の関係で並べ換えたものである。このよ
うなパタンか入力される被試験D/A変換器のアナログ
出力を標準A/D変換器によって再びディジタルデータ
に変換する。この時のデータ点数、周波数等は、n=8
、M2=5の被試験D/A変換器出力を標準A/D変換
器によってN2=8個サンプルした場合を示している。
すなわち、FAN:F DA/ n = F DA/ 
8、FAo=FAN×N2/Mz=FDA15となり、
標準A/D変換器は被試験D/A変換器の変換レートに
比べ十分低い周波数でサンプリングできる。
しかし、上述のような関係式でサンプルされたディジタ
ルデータは第3図(d)のような形となり、第3図(a
)の原データとは並びが異なる。
そこで第2図実施例の場合と同様に、サンプルしたデー
タを第3図(e)、第3図(f)のように並べ換えて第
3図(a)の原データと同様な波形データを再生する必
要がある。それには、まず第3図(d)のデータを第3
図(e)のように並べ換えて第3図(b)と同様の波形
データを再生する(データの一次並べ換え)。データの
並べ換えは(3)式にM2、N2を代入してJを求めそ
の値を(4)式に代入して行う。
次に第3図(e)から第3図(f)への並べ換え(デー
タの二次並べ換え)は、(3)式にMl、N1を代入し
てJを求めその値を(4)式に代入して行う。
以上によって被試験D/A変換器に対してはきびしい試
験となるが、標準A/D変換器は負担の少ないサンプリ
ングが可能となる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、被試験D/A変換器の変換速度に対し
標準A/D変換器の変換速度を低くすることが可能とな
るため標準A/D変換器の高測定精度を保ちながら被試
験D/A変換器の最高速域での試験ができるようになり
、また、デ、−夕の並べ換えによって被試験D/A変換
速度より等測的に高い速度でA/D変換した値が得られ
、より高い精度での試験が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロック構成図、第2図は
第1図実施例の動作説明用の信号タイムチャート、第3
図は本発明の他の実施例の動作説明用の信号タイムチャ
ー1〜、第4図は従来例のブロック構成図、第5図は第
4図従来例の動作説明用の信号タイムチャートである。 3・・・被試験D/A変換器 4・・・標準A/D変換器 6・・・パタン発生器7・
・・メモリ      8・・・計算機9・・・第1の
クロック発生器 10・・・第2のクロック発生器 11.12・・・周波数シンセサイザ 13・・・基準発振器

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、被試験D/A変換器に試験用のディジタルパタンを
    供給するパタン発生器と、被試験D/A変換器の出力を
    ディジタル信号に変換する標準A/D変換器と、その出
    力ディジタル信号を記憶し演算処理して特性評価を行う
    演算処理部と、上記両変換器の変換速度を規定するクロ
    ック信号を発生するクロック発生器とを備えたD/A変
    換器試験装置において、パタン発生器と被試験D/A変
    換器に周波数F_D_Aのクロックを供給して同一パタ
    ンの少なくともM個のアナログ波形信号を被試験D/A
    変換器から繰返し出力させる第1のクロック発生器と、
    標準A/D変換器と演算処理部に周波数FADのクロッ
    クを供給して上記M個のアナログ波形信号を1/F_A
    _Dの時間間隔ごとにN個の点でディジタル変換させる
    第2のクロック発生器と、上記各クロック発生器と基準
    発振器との間に配置されて上記時間間隔1/F_A_D
    が時間間隔1/F_D_Aより大きく、かつ、M、Nが
    互いに素の数となるように周波数F_D_A、F_A_
    Dを選択して各クロック発生器に供給する周波数シンセ
    サイザとを備えたことを特徴とするD/A変換器の試験
    装置。 2、前記周波数シンセサイザから供給される、前記被試
    験D/A変換器の変換周波数F_D_Aと前記標準A/
    D変換器の変換周波数F_A_Dとの関係が、前記取込
    んだデータ点数Nと、このN個のデータを取込むために
    必要な前記アナログ波形信号のサイクル数Mと、このア
    ナログ波形信号の1サイクルを生成するためのクロック
    信号F_D_Aのきざみ数nとの間にF_A_D=F_
    D_A×N/(M×n)の関係となるように設定されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のD/
    A変換器の試験装置。 3、前記演算処理部は、前記標準A/D変換器から取込
    んだN個のデータをあらかじめ設定されたアルゴズムに
    従って並べかえた上で特性評価行う演算処理部であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のD/A変換
    器の試験装置。
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