KR100189988B1

KR100189988B1 - 아날로그-디지탈 변환기의 특성 테스트 장치

Info

Publication number: KR100189988B1
Application number: KR1019950049715A
Authority: KR
Inventors: 이재윤; 남영동
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 1999-06-01
Also published as: KR970048586A

Abstract

본 발명은 저가로 제작되며 그 구성 또한 단순한 아날로그-디지탈변환기의 특성 테스트 장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은, ADC의 선형성 에러와 AC특성을 테스트하는 ADC의 특성 테스트 장치에 있어서, 소정의 디지탈 코드 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지탈-아날로그변환수단을 구비하며, 상기 ADC의 AC특성을 테스트하기 위해, 상기 디지탈-아날로그 변환수단 및 소정의 사인파 신호를 셍성하여 상기 ADC의 입력단에 입력하는 AC신호 발생수단과, 상기 ADC에서 변환된 디지탈코드를 래치한 후 상기 디지탈-아날로그 변환수단에 전달하는 제1래치수단, 상기 디지탈-아날로그 변환수단에서 출력되는 아날로그신호를 측정하는 제1측정수단을 포함하는제1테스트부와, 상기 ADC의 선형성 에러를 테스트하기 위해, 상기 디지탈-아날로그 변환수단 및 소정의 비례적분미분 신호를 생성하여 상기 ADC의 입력단에 입력하는 비례적분미분(PID) 제어수단과, 소정의 디지탈 코드를 발생하는 디지탈코드 발생수단과, 상기 ADC에서 변환된 디지탈 코드와 상기 디지탈 코드발생수단에서 발생되는 디지탈 코드를 각각 입력받아 이들 코드값을 비교하여 차값을 출력하는 감산수단과, 상기 감산수단의 출력을 래치한후 상기 디지탈-아날로그 변환수단에 전달하는 제2래치수단, 상기비례적분미분 제어수단에서 출력되어 상기 ADC에 입럭되는 신호값을 측정하는 제2측정수단을 포함하는 제2테스트와, 상기 제1, 2테스트부를 선택하도록 하는 모드신호를 발생하는 테스트 모드 선택수단과, 상기선택수단의 모드신호에 의해 상기 제1, 2테스트부를 선택하는 릴레이 수단을 포함하는 점에 그 특징이 있다.

Description

아날로그-디지탈 변환기의 특성 테스트 장치

제1도는 본 발명에 따른 아날로그-디지탈 변환기의 특성 테스트 장치를 도시한 블록 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 다른 실시예의 아날로그-디지탈 변환기의 특성 테스트 장치를 도시한 블록 구성도.

제3도는 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 아날로그-디지탈 변환기의 특성 테스트 장치를 도시한 블록 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 검사대상 ADC(Analog to Digital Converter)

10 : 비례적분미분(PlD) 제어기

20 : 레퍼런스 DAC(Reference Digital to Analog Converter)

30, 40 : 제1, 2래치(Latch)

50 : 릴레이

60 : 감산기

100 : 테스트 제어부

본 발명은 아날로그-디지탈 변환기의 특성 테스트 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 저가로 제작되며 그 구성 또한 단순한 아날로그-디지탈 변환기의 특성 테스트 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 아날로그-디지탈 변환기(Analog To Digital Converter : ADC, 이하 ADC라 약칭한다)는 실질적으로 사용되기 전에 제품의 하자 유무 및 성능 특성의 적격성등을 판단하기 위해 선형성 에러(linearity error) 테스트와, 전체 고조파 왜곡(THD : Total Harmonic Distortion)

또는 신호/잡음비(SNR : Signal To Noise Ratio)와 같은 교류(AC) 특성의 테스트를 받는다.

ADC가 상기와 같은 항목의 테스트를 받기 위해서는 아날로그 입력신호를 제공하는 파형 발생기(wave form generator)와, 상기 파형 발생기에서 제공된 입릭신호에 의한 ADC의 출럭 디지탈 코드(digital code)를 인식하는 기능을 가진 장치를 모두 구비한 테스트 장치가 필요하다. 즉, ADC의 테스트 장치는 파형 발생기의 기능과 디지탈 코드를 인식하는 기능을 모두 갖추고 있을 필요가 있으며, 이들 장치는 대부분 고가이다.

그러나, ADC를 포함하는 일반적인 리니어(linear) IC의 테스트장치는 통상 상기와 같은 파형 발생기의 기능과 디지탈 코드를 직접 인식하는 디지탈 코드 인식기의 기능을 가지고 있지 않으며, 극히 일부의 고가 테스트 장치, 예를 들면 혼합 신호 테스트 장치(mixed signal tester)에만 상기와 같은 파형 발생기 기능과 디지탈 코드 인식 기능이 모두 갖추어져 있어 테스트가 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 있있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 저가의 리니어 IC 테스터 장치를 활용하여 ADC를 효율적으로 테스트할 수 있는 ADC의 특성 테스트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 ADC의 특성 테스트 장치는, ADC의 선형성 에러와 고조파 왜곡 또는 신호/잡음비와 같은 AC특성을 테스트하는 ADC의 특성 테스트 장치에 있어서, 소정의 디지탈 코드 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지탈-아날로그 변환수단을 구비하며, 상기 ADC의 AC특성을 테스트하기 위해, 상기 디지탈-아날로그 변환수단 및 소정의 사인파 신호를 생성하여 상기 ADC의 입력단에 입릭하는 AC신호 발생수단과, 상기 ADC에서 변환된 디지탈 코드를 래치한 후 상기 디지탈-아날로그 변환수단에 전달하는 제1래치수단, 상기 디지탈-아날로그 변환수단에서 출력되는 아날로그 신호를 측정하는 제1측정수단을 포함하는 제1테스트부와, 상기 ADC의 선형성 에러를 테스트하기 위해, 상기 디지탈-아날로그 변환수단 및 소정의 비례적분미분 신호를 생성하여 상기 ADC의 입력단에 입력하는 비례적분미분(PlD) 제어수단과, 소정의 디지탈 코드를 발생하는 디지탈 코드 발생수단과, 상기 ADC에서 변환된 디지탈 코드와 상기 디지탈 코드 발생수단에서 발생되는 디지탈 코드를 각각 입릭받아 이들 코드값을 비교하여 차값을 출력하는 감산수단과, 상기 감산수단의 출력을 래치한 후 상기 디지탈-아날로그 변환수단에 전달하는 제2래치수단, 상기 비례적분미분 제어수단에서 출력되어 상기 ADC에 입력되는 신호값을 측정하는 제2측정수단을 포함하는 제2테스트부와, 상기 제1, 2테스트부를 선택하도록 하는 모드신호를 발생하는 테스트 모드 선택수단과, 상기 선택수단의 모드신호에 의해 상기 제1, 2테스트부를 선택하는 릴레이수단을 포함하는 점에 그 특징이 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 릴레이수단의 공통접점은 상기 테스트 대상인 ADC 및 제2측정수단에 접속시키고, 정상 온(0N)접점은 상기 AC 신호 발생수단에 접속시키고, 정상 오프(OFF)접점은 상기 비례적분미분 제어수단에 접속시키는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 ADC의 테스트 장치를 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 ADC의 테스트 장치는 선형성 에러와 고조파 왜곡 또는 신호/잡음비와 같은 AC특성의 테스트를 저가의 장치를 통해 용이하게 테스트하는 것으로서, 소정의 AC신호를 발생하는AC신호 발생기(110)와, 상기 ADC(1)에서 출력되는 디지탈 코드를 입릭받아 상기 디지탈 코드에해당하는 아날로그 신호로 변환하는 디지탈-아날로그 변환기(20)과, 상기 디지탈-아날로그 변환기(20)에서 출력된 신호를 측정하는 AC미터(120)와, 상기 선형성 에러 테스트와 AC특성 테스트를 선택하는 릴레이(50)와, 소정의 디지탈 코드를 발생하는 디지탈코드 발생부(130)와, 상기 릴레이(50)에 테스트 모드선택 제어신호를 제공하는 모드선택부(140)와, 상기 ADC(1)와 디지탈 코드 발생부(130)에서 출력 되는 디지탈 코드를 각각 입력받아 이들 디지탈 코드를 상호간에 감산하는디지탈 감산기(60)와, 상기 ADC(1)에 입릭되는 신호의 DC값을 측정하는 DC미터(150), 및 상기 디지탈 감산기(60)의 출력신호와 상기 ADC(20)의 출릭신호를 각각 래치하는 제1, 2래치(30, 40)을포함한다. 여기서, 상기 AC신호 발생기(110)는 소정의 사인파형을 발생하며, 상기 ADC(1)와 감산기(60), 제2래치(40), 디지탈-아날로그 변환기(20), 비례적분미분 제어기(10)는 하나의 피드백 루프를 형성한다. 또한, 본 발명의 구성요소인 릴레이(50)의 공통접점(C)은 상기 테스트 대상인 ADC(1) 및 DC측정부(150)에 접속되며, 정상(Normal) 온(ON)접점(A)은 상기 AC 신호발생부(110)에 접속되고, 정상 오프(OFF)접점(B)은 상기 비례적분미분 제어기(10)에 접속된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 ADC의 특성 테스트 장치의 작용 및 동작을 제1도 내지 제3도를 참조하면서 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1도를 참조하면서 본 발명 ADC의 특성 테스트 장치를 통한 ADC의 고조파 왜곡 또는 신호/잡음비와 같은 AC특성을 테스트하는 경우를 살펴본다.

AC신호 발생부(110)에서 소정 주파수의 사인파형이 발생되면, 이 사인파형 신호는 릴레이(50)의 접점(A)(C)를 통해 테스트 대상인 ADC(1)의 입력단자로 전달된다. 상기 사인파형 신호가 ADC(1)에 입력되면, ADC(1)는 상기 사인파형 신호를 디지탈 코드로 변환하여 제1래치(30)로 출력한다. 제1래치(30)가 상기 디지탈 코드를 입럭받으면, 제1래치(30)는 상기 디지탈 코드를 기준 DAC(20)에 전달한다. 기준 DAC(20)에 상기 디지탈 코드가 전달되면, DAC(20)는 상기 디지탈 코드를 아날로그 신호로 변환하여 테스트 제어부(100)의 AC미터(120)에 입력한다. 상기 DAC(20)에서 변환된 아날로그 신호가 AC미터(120)에 입력되면, AC미터(120)는 상기 아날로그 신호를 통해 전체적인 고조파왜곡 및 신호/잡음비 특성과 같은 AC 특성을 측정한다.

상기와 같은 방식에 의해 AC특성이 적절하게 측정되기 위해서는 상기 기준(reference)으로 이용되는 DAC(20)가 테스트 대상인 ADC(1) 보다 최소 2비트 이상의 분해능을 가진 것이라야 한다.

그 다음, 제1도를 참조하면서 본 발명 ADC의 특성 테스트 장치를 통한 ADC의 선형성 에러를 테스트하는 경우를 살펴본다.

테스트 제어부(100)의 모드선택부(140)가 릴레이(50) 및 인버터(34)를 제어하여 릴레이(50)의 접점(C)가 접점(B)에 연결되도록 하고, 제2래치(40)가 선택되도록 하면, ADC(1)는 비례적분미분 제 어기(10)의 출력신호를 입력받는다. 상기와 같이ADC(1)가 비례적분미분 제어기(10)로부터 소정의 신호를 입럭받는 상태에서, 디지탈 코드발생부(130)가 소정의 디지탈 코드를 생성하여 이를 디지탈 감산기(60)에 인가하면, 디지탈 감산기(60)는 ADC(1)의 출력과 디지탈 코드발생부(130)에서 인가된 디지탈 코드값의 차를 계산하여 그 차이값을 제2래치(40)에 인가한다. 상기 디지탈 코드값의 차가 제2래치(40)에 인가되면, 제2래치(40)는 상기 디지탈 코드값의 차를 기준 DAC(20)에 전달한다.

상기와 같이 해서, 상기의 디지탈 코드값이 기준 DAC(20)에 입력되면, DAC(20)는 상기 디지탈 코드값을 아날로그값으로 변환한 후, 이를 PID제어기(10)에 입력한다. PlD제어기(10)에 상기 아날로그값이 입릭되면, PID제어기(10)는 비례적분미분하여 다시 ADC(1)에 인가하게 되기 때문에 상술한 과정은 전체적으로 피드백 루프(feedback loop)을 형성하게 된다.

따라서, ADC(1)는 상기 PID제어기(10)의 출력값을 디지탈 코드값으로 변환하여 이를 재차 디지탈 감산기(60)에 입력시키면, 감산기(60)는 디지탈코드 발생부(130)에서 인가된 디지탈 코드값과 상기 ADC(1)에서 출력된 디지탈 코드값을 비교하여 그들의 차값을 발생시키는 방식으로 전술한과정을 반복하게 된다.

상기와 같은 동작을 계속 반복하면 소정 시간후, 테스트 제어부(100)의 디지탈코드 발생부(130)에서 인가된 디지탈 코드와 ADC(1)의 출력 디지탈 코드가 동일하게 되도록 ADC(1)의 입력 전압이 어떤 일정한 값으로 안정되게 되는데, 이때 DC 볼트미터(150)를 통하여 ADC(1)의 입력전압을 읽게 되면 이값이 바로 디지탈코드 발생부(130)에서 인가된 디지탈 코드와 그 상위 디지탈 코드와의 경졔전압이 되는 것이다. 마찬가지 방법으로 디지탈 코드 발생부(130)의 디지탈 코드값을 변경하면서 상기의 동작을 반복하면 ADC(1)의 전체 코드값에 대하여 각 코드와 그 인접 코드와의 경계 전압을 측정할수 있게 되므로, 이를 통하여 ADC의 선형성 에러를 계산할 수 있게 된다.

그리고, 제2도에 도시된 본 발명에 따른 ADC의 특성 테스트 장치는, ADC의 고조파 왜곡 또는 신호/잡음비와 같은 ADC의 교류특성만을 테스트하도록 구성된 것으로서, 제1도의 AC신호 발생부(110)와 제1래치(40), 디지탈-아날로그 변환기(20), 및 AC 측정부(120)만으로 구성된다. 이와 같은 구성에 의하면, ADC의 교류특성만의 테스트가 요구되는 경우에 그 테스트 효율을 크게 향상시키는 이점을 제공한다. 또한, 그 구성자체도 간단하게 할 수 있기 때문에 제작비용도 절감할 수 있는 이점이 있다. 여기서, 제2도의 구성에 따른 작용 및 동작은 제1도의 AC특성 테스트의 작용 및 동작과 동일함으로 그 설명을 생략한다.

또한, 제3도에 도시된 본 발명에 따른 ADC의 특성 테스트 장치는, ADC의 선형성 에러만을 테스트하도록 구성된 것으로서, 제1도의 PID제어기(10)와 DAC(20), 제2래치(40), 감산기(60), 디지탈 코드발생부(130), 및 DC측정부(150)만으로 구성된다. 이와 같은 구성에 의하면, 선형성 에러만의 테스트가 요구되는 경우에 그 테스트 효율을 크게 향상시키는 이점을 제공한다. 또한, 그 구성자체도 간단하게 할 수 있기 때문에 제작비용도 절감할 수 있는 이점이 있다. 여기서, 제3도의 구성에 따른 작용 및 동작은 제1도의 선형성 에러 테스트의 작용 및 동작과 동일함으로 그 설명을 생략한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 ADC의 특성 테스트 장치는, 단순하고도 저가인 구성부품으로제작될 수 있기 때문에 테스트 장치의 제작 비용을 절감시킬 수 있는 이점을 제공한다. 또한, 본발명에 따른 ADC의 특성 테스트 장치는 ADC의 특성을 복합적으로 테스트할 수 있기 때문에 테스트 효율을 향상시키는 이점을 제공한다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.

Claims

ADC의 선형성 에러와 고조파 왜곡 또는 신호/잡음비와 같은 AC특성을 테스트하는 ADC의 특성 테스트 장치에 있어서, 소정의 디지탈 코드신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지탈-아날로그 변환수단을 구비하며, 상기 ADC의 AC특성을 테스트하기 위해, 상기 디지탈-아날로그 변환수단 및 소정의 사인파 신호를 생성하여 상기 ADC의 입력단에 입력하는 AC신호 발생수단과, 상기 ADC에서 변환된 디지탈 코드를 래치한 후 상기 디지탈-아날로그 변환수단에 전달하는 제1래치수단, 상기 디지탈-아날로그 변환수단에서 출력되는 아날로그 신호를 측정하는 제1측정수단을 포함하는 제1테스트부와, 상기 ADC의 선형성 에러를 테스트하기 위해, 상기 디지탈-아날로그 변환수단 및 소정의 비례적분미분 신호를 생성하여 상기 ADC의 입럭단에 입력하는 비례적분미분(PlD) 제어수단과, 소정의 디지탈 코드를 발생하는 디지탈 코드발생수단과, 상기 ADC에서 변환된 디지탈 코드와 상기 디지탈 코드 발생수단에서 발생되는 디지탈 코드를 각각 입력받아 이들 코드값을 비교하여 차값을 출력하는 감산수단과, 상기 감산수단의 출럭을 래치한 후 상기 디지탈-아날로그 변환수단에 전달하는 제2래치수단, 상기 비례적분미분 제어수단에서 출력되어 상기 ADC에 입력되는 신호값을 측정하는 제2측정수단을 포함하는 제2테스트와, 상기 제1, 2테스트부를 선택하도록 하는 모드신호를 발생하는 테스트 모드선택수단과, 상기선택수단의 모드신호에의해 상기 제1, 2테스트부를 선택하는 릴레이수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 ADC의 특성 테스트 장치.
제1항에 있어서, 상기 ADC와 감산수단, 제2래치수단, 디지탈-아날로그 변환수단, 비례적분미분 제어수단은 하나의 피드백 루프를 구성하는 것을 특징으로 하는 ADC의 특성 테스트 장치.
제1항에 있어서, 상기 DAC는 상기 테스트 대상인 ADC의 분해능 보다 적어도 2비트 이상의 분해능을 가지는 것을 특징으로 하는 ADC의 특성 테스트 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1측정수단은 AC측정기인 것을 특징으로 하는 ADC의 특성 테스트 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2측정수단은 DC측정기인 것을 특징으로 하는 ADC의 특성 테스트 장치.
제1항에 있어서, 상기 릴레이수단의 공통접점은 상기 테스트 대상인 ADC 및 제2측정수단에 접속되며, 정상 온(ON)접점은 상기 AC 신호 발생수단에 접속되고, 정상 오프(OFF)접접은 상기 비례적분미분 제어수단에 접속되는 것을 특징으로 하는 ADC의 특성 테스트 장치.