SU1339887A1 - Method of functional tuning of d-a converters - Google Patents

Method of functional tuning of d-a converters Download PDF

Info

Publication number
SU1339887A1
SU1339887A1 SU843823527A SU3823527A SU1339887A1 SU 1339887 A1 SU1339887 A1 SU 1339887A1 SU 843823527 A SU843823527 A SU 843823527A SU 3823527 A SU3823527 A SU 3823527A SU 1339887 A1 SU1339887 A1 SU 1339887A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
bit
converter
resistance
discharge
unbalance
Prior art date
Application number
SU843823527A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Сергеевич Власов
Сергей Николаевич Ситников
Владимир Евгеньевич Гутторов
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3816
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-3816 filed Critical Предприятие П/Я А-3816
Priority to SU843823527A priority Critical patent/SU1339887A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1339887A1 publication Critical patent/SU1339887A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к ббласти информационно-измерительной техники и микроэлектроники и может быть использовано при изготовлении прецизионных цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) в гибридно-пленочном исполнении . Цель изобретени  - повышение быстродействи  подгонки. Подгонка соответствующих резисторов в каждом разр де преобразовател , при одновременном контроле выходного напр жени , до достижени  определ емого по результатам измерений выходных напр жений ЦАП контрольного значени  напр жени  позвол ет уменьшить число операций при подгонке каждого разр да , что приводит к ускорению процесса подгонки. 5 ил. (/) С ОС ее ос ОС ОС «чThe invention relates to the field of information-measuring equipment and microelectronics and can be used in the manufacture of precision digital-to-analogue converters (DACs) in a hybrid-film version. The purpose of the invention is to increase the fit speed. Matching the resistors in each bit of the converter, while monitoring the output voltage, until the control voltage value determined by measuring the output DAC voltage results in a reduction in the number of operations for fitting each bit, which accelerates the fitting process. 5 il. (/) OS OS OS OS “h

Description

1 one

Изобретение относитс  к области информационно-иэмернтельной техники и микроэлектроники и быть использовано при изготовлении прецизионных цифроаналоговых преобразователей (|АП) в гибридно-пленочном исполнении ,The invention relates to the field of information technology and microelectronics and to be used in the manufacture of precision digital-to-analogue converters (| AP) in a hybrid-film version,

Цель изобретени  - повышение быстродействи  подгонки.The purpose of the invention is to increase the fit speed.

На фиг. 1 приведена эквивалентна  схема цифроаналогового преобразовател  в момент подгонки i-ro разр да; на фиг„ 2 - зависимости токов, протекающих через подгон емый резистор и через двухполюсник от относительнор величины их разбаланса,(преобразование этих токов в напр жение происходит линейно, подобные зависимости имеют и выходные напр жени  преобразовател  ток - напр жение при указан HOI включении разр дов ЦАП) ; на фиг. 3 - эквивалентна  схема четырехполюсника , где R,s гы сопротивлени  эквивалентного треугольника прин той модели четырехполюсника; на фиг. 4 - эквивалентна  схема резис- торной декодирующей матрицы при подгонке второго разр да ПАП (первый разр д - старший); на фиг. 5 - структурна  схема устройства, реализующа  способ функциональной подгонки цифроаналоговых преобразователей.FIG. 1 shows the equivalent digital-to-analog converter circuit at the moment of fitting the i-ro bit; Fig. 2 shows the dependences of the currents flowing through the adjustable resistor and through the two-pole device relative to the magnitude of their imbalance (conversion of these currents into voltage takes place linearly, the current voltage of the converter is similarly dependent - the voltage is indicated when HOI is turned on DAC); in fig. 3 is the equivalent circuit of a quadrupole, where R, s gy are the resistance of an equivalent triangle of the adopted quadrupole model; in fig. 4 - equivalent to the resistor decoding matrix for fitting the second bit of the PAP (the first bit is the highest bit); in fig. 5 is a block diagram of the device, realizing the method of functional fitting of digital-to-analog converters.

Цифроаналоговый преобразователь содерлшт четырехполюсник 1, образованный неподогнанной частью резистор ной декод1-:рующей матрицы типа R-2R, двухполюсник 2, образованньш подогнанной частью резисторной декодирующей матрицы, резистор 3 подгон емого i-ro разр да, преобразователь 4 ток напр жение, входное сопротивление которого , источник 5 опорного напр жени , источник 8 опорного напр жени  , подгон емый ЦАЦ, в состав которого входит декодирующа  резис- торна  матрица 9.1э когдаутатор 9.2, масштабирующий резистор 9.3, операционный усршитель 9.4д задатчик 10 кода, опорный ЦАП 11, компаратор 12, цифровой вольтметр 13, микро-ЭВМ 14, блок 15 управлени  лазером.The digital-to-analog converter contains a quadrupole 1 formed by an unsupported part of the resistor decoding matrix R-2R, a two-terminal 2 formed by the fitted part of the resistor decoding matrix, the resistor 3 is adjustable by i-ro, the converter 4 is the voltage, the input resistance of which , the source 5 of the reference voltage, the source 8 of the reference voltage, adjusted by the CAC, which includes the decoding resistor matrix 9.1e when the switch 9.2, the scaling resistor 9.3, the operating device 9.4d code sensor 10, the reference DAC 11, the comparator 12, a digital voltmeter 13, a microcomputer 14, a laser control unit 15.

Способ функциональной подгонки ЦАП реализуетс  следующим образом.The method of functional adjustment of the D / A converter is implemented as follows.

Подгонку начинают с младших разр дов ЦАПо Перед подгонкой i-ro разр да к входу преобразовател  4 ток - напр жение подключают вначале одно ллечо элементарного делител , обра0The adjustment starts with the low-order bits of the DAC Before fitting the i-th discharge to the input of the converter 4 current - the voltage is connected at the beginning one end of the elementary divider,

5five

2525

9887298872

зованного разр дным резистором 3 и двухполюсником 2, затем - другое, наход т токи 1 ; , Ijj , оставл ют подключенным к входу преобразовател  4 то плечо, в котором протекает больший ток. При этом считаетс , что сопротивление резистора измен етс  только в сторону его увеличени .called by the discharge resistor 3 and the two-pole 2, then the other, find the currents 1; , Ijj, is left connected to the input of the converter 4 that arm in which a greater current flows. In this case, it is considered that the resistance of the resistor changes only towards its increase.

10 Ток, протекающий через разр дный резистор 3, больше тока, протекающего через двухполюсник 2 (фиг. 2, точки А и А ). При этом следует подгон ть (увеличивать сопротивление).резисто15 ра 3. Сопротивление двухполюсника 2 будет равносильно при этом эталону подгонки дл  сопротивлени  резистора 3, Счита , что сопротивление двухполюсника 2, как, эталона подгонки ре2Q зистора 3, равно10 The current flowing through the discharge resistor 3 is greater than the current flowing through the two-port 2 (Fig. 2, points A and A). In this case, it is necessary to adjust (increase the resistance). Resistor 3. The resistance of the two-terminal 2 will be equivalent to the fitting standard for the resistance of the resistor 3, Considering that the resistance of the two-terminal 2, as the reference standard of resistor 3,

,(1),(one)

2;2;

где Ц. - узловое напр жение данногоwhere C. is the nodal voltage of this

разр да или падение напр жени  на резисторе 3 и на двухполюснике 2,discharge or voltage drop across the resistor 3 and the two-port 2,

найдем сопротивление find resistance

R,, Y-- 2R-iR, (2)R ,, Y-- 2R-iR, (2)

- - i- - i

где AR - есть абсолютна  разность сопротивлени  двухполюсника 2 и сопротивлени  резистора 3. Из приведенных выражений найдем относительную величину разбаланса Д;% 35 от включени  i-ro разр да и всех предыдущих вместе с дополнительнымwhere AR is the absolute difference between the resistance of the two-pole 2 and the resistance of the resistor 3. From the above expressions we find the relative magnitude of the imbalance D;% 35 of the inclusion of the i-th bit and all the previous ones together with the additional

A,|,A, |,

(3)(3)

где и. - напр жение на выходе преобразовател  4 при включении i-ro разр да;where and. - voltage at the output of the converter 4 when turning on the i-ro discharge;

и2 - напр жение на выходе преобразовател  4 от включени  всех предьщущих младших разр дов вместе с дополнительным .and 2 is the output voltage of the converter 4 from the inclusion of all the previous low-order bits together with the additional one.

Указанные соотношени  соответствуют фиг. 1 и 2 и определ ют случай подгонки разр дного резистора 3. Если ток, протекающий через двухполюсник 2 больше, то необходимо подгон ть (увеличивать) его сопротивление путем воздействи  подгоночным инст- 5 рументом на резистор.These ratios correspond to FIG. 1 and 2 and determine the case of fitting the discharge resistor 3. If the current flowing through the two-port 2 is greater, then it is necessary to adjust (increase) its resistance by acting on the resistor by a fitting tool.

При этом формулы (1) - (3) оста- Еотс  справедливыми,, а эталоном подгонки (2R) дл  данпого разр да  вл етс  резистор 3. Соответственно токIn this case, formulas (1) - (3) remain valid, and the standard of adjustment (2R) for this digit is resistor 3. Accordingly, the current

30thirty

400%,400%

00

1 j протекает уже через резис тор 3, ,а напр жение U,; образовываетс  за счет включени  i-ro разр да. Из формулы (1) - (3) можно выразить сопротивление R; как1 j flows already through the resistor 3, and the voltage U ,; formed by the inclusion of i-ro bit. From the formula (1) - (3) we can express the resistance R; as

R;(1-f5o)2R.R; (1-f5o) 2R.

Параметры четырехполюсника 1 (фиг, 3) завис т от номера подгон емого разр да:The parameters of the quadrupole 1 (FIG. 3) depend on the number of the bit to be adjusted:

..

72(1-0 +172 (1-0 +1

«,.“,.

-н) 2 -1 -n) 2 -1

Полученные соотношени  (5) - (7) позвол ют найти коэффициент передачи источника 5 опорного напр жени  в узловую точку (фиг. 1), а следовательно , с учетом формул (1) - (4) можно получить следую1цие соотношени  токовThe obtained relations (5) - (7) make it possible to find the transfer coefficient of the source 5 of the reference voltage to the nodal point (Fig. 1), and therefore, taking into account formulas (1) - (4), we can obtain the following ratio of currents

. УШО.. Wso.

{J Р9 .. {J P9 ..

R 2 100-/ ; 4, R 2 100- /; four,

и 100-й;and the 100th;

(9)(9)

R 2 100-p ui где ft; - коэффициент, завис щий от R 2 100-p ui where ft; - coefficient depending on

номера подгон емого разр дcustomizable bit numbers

o2i- ,1o2i-, 1

(10)  (ten)

Хот  четырехполюсник 1 предложенной эквивалентной схемы (фиг. 1) при подгонке старшего разр да вьфождает- с , справедливость формул (8) и (9) не утрачиваетс .Although the quadrupole 1 of the proposed equivalent circuit (Fig. 1) excludes the highest bit, the validity of formulas (8) and (9) is not lost.

Таким образом, дл  всех без исключени  разр дов ЦАП контрольное значение тока (напр жени ) I к; (UK; ) можно получить из формул (8) и (9) в соответствии с графиком (фиг. 2) при .Thus, for all without the bits of a DAC, the control value of the current (voltage) I k; (UK;) can be obtained from formulas (8) and (9) in accordance with the schedule (Fig. 2) at.

После этого, вз в отношение контрольного тока (напр жени ) к току (н пр жению) подгон емой ветви по формуле (8), получимAfter that, taking in relation to the control current (voltage) to the current (at the voltage) of the branch to be adjusted according to the formula (8), we obtain

т 2liio2i 3; i; тt 2liio2i 3; i; t

2 100 а дл  контрольного напр жени , снимаемого с выхода преобразовател  4, эту формулу можно представить в окончательном виде 2 100 a for the control voltage taken from the output of the converter 4, this formula can be represented in its final form

2 100-Э;-л;2 100-e; -l;

(12)(12)

и.and.

{N

(13)(13)

2-100 где и;„ - начальное напр жение от2-100 where and; „- the initial voltage from

включени  i-ro разр да либо младших относительноenable i-ro bit

аbut

а 59887 a 59887

i-ro, определенное до см о подг(i-ro, defined up to cm o prep (

и,-„ - дл  НЛП 9 (фиг. А) то же, что ДЛЯ эквиналентноГ схемы (фиг. 1) .and, - „- for NLP 9 (Fig. A) is the same as for the equivalent circuit (Fig. 1).

В результате подгонки всех разр дов с учетом соотпопшшш (13) происходит подгонка ЦАП по таким точност- Q ным параметрам, как линейность и дифференциальна  нелинейность.As a result of fitting all the bits, taking into account the corresponding (13), the DAC is fitted according to such accuracy parameters as linearity and differential nonlinearity.

После выравнивани  ступеней статической характеристики преобразовани  ЦАП ее подгон ют по отношению к пол- g ной шкале преобразовани  до требуемого значени , измен   при этом коэффициент передачи преобразовател  А ток - напр жение.After aligning the steps of the static conversion characteristic of the DAC, it is adjusted with respect to the full scale of the conversion to the desired value, thereby changing the transfer coefficient of the A converter current - voltage.

Устройство, реализующее способ „„ функциональной подгонки, работает следующим образом.A device that implements the method „„ functional fit, works as follows.

При подгонке i-ro разр да ЦАП 9 включают i-й разр д подгон емого 9 и опорного 11 ЦАП. Измер ют цифровым 25 вольтметром 13 выходное напр жение подгон емого ЦАЦ 9, подсоедин   вход цифрового вольтметра 13 к выходу испытуемого ЦАП 9 через коммутатор 12. Затем через коммутатор 12 подключают входы цифрового вольтметра 13 в диаго30When fitting the i-ro bit, the DAC 9 includes the i-th bit of the adjustable 9 and the reference 11 DAC. Measured by a digital 25 voltmeter 13, the output voltage of a driven AC 9, connect the input of a digital voltmeter 13 to the output of the test DAC 9 via a switch 12. Then through a switch 12 connect the inputs of a digital voltmeter 13 to

3535

4040

4545

5050

5555

наль моста, образованного подгон емым 9 и опорным 11 ЦАП, его показание переписывают в пам ть микро-ЭВМ 14 Затем подключают все разр ды подгон емого ЦАП 9, младшие i-ro, включа  дополнительный, не мен   преобразуемого кода на входе опорного ПАП 11. Новое показание цифрового вольтметра 13, входы которого подключены через коммутатор 12 к диагонали моста ЦАП 9 - ЦАП 11, записывают в пам ть микро-ЭВМ 14, котора  затем вычисл ет разницу Д% и сравнивает полученное значение с допустимым дл  данного разр да, если величина и превьшает допустимое значение дл  данного разр да, то микро-ЭВМ 14 дает команду Разрешение подгонки блоку 15 управлени  подгоночным инструментом. При этом микро- ЭВМ 14, использу  выражение (13), определ ет контрольное значение напр жени  i-ro разр да.The bridge is formed by adjustable 9 and reference 11 D / A converters, its indication is copied into the memory of microcomputer 14 Then all bits of the adjusted DAC 9, lower i-ros, including the additional, not changeable code at the input of the reference PAP 11, are connected. A new reading of a digital voltmeter 13, the inputs of which are connected via switch 12 to the diagonal of the bridge of the DAC 9 - DAC 11, is recorded in the memory of the microcomputer 14, which then calculates the difference D% and compares the obtained value with the allowable value for the given bit, if and exceeds the allowable value of d this discharge, the microcomputer 14 instructs the resolution adjusting unit 15, controlling an adjusting tool. In this case, the microcomputer 14, using the expression (13), determines the reference value of the voltage of the i-ro discharge.

Подгоночным инструментом удал ют часть резистивного материала i-roA piece of i-ro resistive material is removed with a fitting tool.

разр дного резистора (i-ro резистора св зи) до достижени  на выходе подгон емого ЦАП 9 рассчитанного контрольного значени  напр жени , при этом сравнение производит микро-ЭВМ 14.a discharge resistor (i-ro connection resistor) before the output of the adjusted DAC 9 reaches a calculated control voltage value, and the comparison produces a micro-computer 14.

i: 3 i: 3

По достижении иа выходе ЦЛ11 9 первоначально рассчитанной кор(тро.пьной величины микро-ЭВМ 14 дает команду на блок 15 управлени  лазером Коней, подгонки. После этого слова производитс  измерение напр жени  в диагонали ДАЙ 9 - НАЛ 11, оценка величины Ь% при помощи микро-ЭВМ. При новом значении л% выше нормы производ тс  новое измерение выходного напр жени  ЦАП 9 и расчет нового контрольного напр жени , до значени  которого производитс  повторна  подгонка i-ro разр да.Upon reaching the output of TsL11 9 of the originally calculated core (the microcomputer's 14 magnitude, the command is given to the Kone laser control unit 15, the fit. After that, the voltage is measured in the diagonal DAY 9 - NAL 11, the value of b% is estimated by microcomputer. With a new value of L% above the norm, a new measurement of the output voltage of the DAC 9 is made and the calculation of the new control voltage, to the value of which the i-ro bit is re-adjusted.

После подгонки всех разр дов ЦАП 9 осуществл ют подгонку коэффициента передачи, воздейству  на масштабныйAfter fitting all the bits of the D / A converter 9, the transfer coefficient is adjusted, affecting the large-scale

резистор подгоночным инструментомresistor adjustable tool

(лазером), при всех включенных разр дах ЦАП 9, включа  и дополнительный , до достижени  модулем напр же- - ни  на выходе ПАП 9 значени  опорного напр жени  источника 8,(by laser), with all included bits of the D / A converter 9, including an additional one, until the module reaches the voltage at the output of the PAP 9 value of the reference voltage of source 8,

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula . Способ функциональной подгонки цифроаналоговых преобразователей, по которому последовательно, начина  с младших разр дов, формируют сигнал разбаланса i-ro разр да путем формировани  разности между первьм выходным напр жением преобразовател , формируемым при включении i-ro разр да, и вторым выходным напр жением преобразовател , формируемым при включении всех младших разр дов относительно i-ro, сравнивают сигнал разбаланса с контрольной величиной разбаланса и при их неравенстве осуществл ют коррекцию сопротивлени  соответствующего резистора i-ro разр да декодид 5. The method of functional adjustment of digital-to-analog converters, according to which sequentially, starting with the lowest bits, forms the i-ro unbalance signal by forming the difference between the first output voltage of the converter, generated when the i-th discharge is turned on, and the second output voltage of the converter, formed when all low-order bits are turned on relative to i-ro, the imbalance signal is compared with the unbalance control value and, if they are unequal, the corresponding resistance is corrected ezistora i-ro discharge dekodid 5 00 5five 00 5five 00 рующай матрицы П)(;образовател , после чего пс вторно формируют сигнал разбаланса 1-го разр да и сравнивают его с контрольной величиной разбаланса до их равенства, после чего осуществл ют коррекцию сопротивлени  масштабного резистора до момента достижени  равенства величины выходного напр жени  преобразовател , при всех включенных его разр дах, его номинальному значению, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  подгонки, формирование второго выходного напр жени  преобразовател  осуществл ют при одновременном включении дополни 1;ельного разр да, сравнение сигнала разбаланса осуществл ют при нулевом значении контрольной величины разбаланса, а перед - к ррекцИей сопротивлени  соответствующего резистора i-ro разр да декодирующей матрицы определ ют величину UK контрольного напр жени  i-ro разр да по формулеmatrix P) (; the former, then ps again form the 1-bit unbalance signal and compare it with the unbalance control value until they are equal, after which the resistance of the scale resistor is equalized until the output voltage of the converter is equal, all of its included bits, its nominal value, characterized in that, in order to increase the fitting speed, the formation of the second output voltage of the converter is carried out while simultaneously In addition, an additional 1; discharge bit is used, the imbalance signal is compared with a zero value of the unbalance control value, and before the corresponding resistance of the corresponding i-bit discharge resistance of the decoding matrix to the resistance of the corresponding i-ro discharge resistor, the formula l iiioo-/} ;)l iiioo /};) 2. 100 где i - номер подгон емого разр да; Uj - большее из первого и второго выходных напр жений преобразовател ; 2. 100 where i is the number of the bit to be adjusted; Uj is the larger of the first and second output voltages of the converter; Л; - относительна  величина разбаланса , %;L; - Relative unbalance,%; +1 т- гг-Т коэффициент, завис щий от +1 t- yy-t coefficient depending on номера подгон емого разр да ,customizable bit numbers, которое используют при коррекции сопротивлени  соответствующего резистора i-ro разр да декодирующей матрицы дл  сравнени  с ним большего из первого и второго выходных напр жений, по достижении равенства между которыми коррекцию прекращают.which is used in the correction of the resistance of the corresponding i-ro discharge resistor of the decoding matrix for comparing with it the larger of the first and second output voltages, after reaching equality between which the correction is stopped. иand RcS2 Rcs2 УHave 1one Яс5, Yas5, 1/711/71 1Я21Н2 4four Ic.Ic. ЖF t ff/2(;t ff / 2 (; 0i/2j0i / 2j /tf%;/ tf%; Ai7.Ai7. Ш /ГМW / GM фиг. 2 KZH ГFIG. 2 KZH G УпрControl Фиг. ЗFIG. H ФагМFagM
SU843823527A 1984-12-17 1984-12-17 Method of functional tuning of d-a converters SU1339887A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843823527A SU1339887A1 (en) 1984-12-17 1984-12-17 Method of functional tuning of d-a converters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843823527A SU1339887A1 (en) 1984-12-17 1984-12-17 Method of functional tuning of d-a converters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1339887A1 true SU1339887A1 (en) 1987-09-23

Family

ID=21150947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843823527A SU1339887A1 (en) 1984-12-17 1984-12-17 Method of functional tuning of d-a converters

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1339887A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 764123, кл. Н 03 М 1/10, 1980. Авторское свидетельство СССР № 1228279, кл. Н 03 М 1/10, 1984. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4222107A (en) Method and apparatus for automatically calibrating a digital to analog converter
US4357600A (en) Multislope converter and conversion technique
US4647907A (en) Digital-to-analogue converter including calibrated current sources
JPH0454408B2 (en)
JPS6116625A (en) Analog-to-digital converter
JP2714999B2 (en) Analog / digital converter
JPH0621966B2 (en) Current source device
JP2000209093A (en) Successive comparison type analog/digital converting circuit
US3906486A (en) Bipolar dual-ramp analog-to-digital converter
JPH0262123A (en) Serial/parallel type a/d converter
SU1339887A1 (en) Method of functional tuning of d-a converters
JPS5871722A (en) Digital-analog converter
JPS6333377Y2 (en)
JPH02288616A (en) Self-calibration type d/a converter and self-calibration type a/d converter using the d/a converter
JPS5913418A (en) Signal processor
RU2074514C1 (en) Converter of angle of turn of shaft to code
CA1205650A (en) Automatic temperature measuring circuitry
EP0070086A2 (en) Digital-to-analogue converter which can be calibrated automatically
JP3178563B2 (en) Multi-value voltage high-speed comparator
JPH0338779B2 (en)
JPS59167112A (en) Digital-analog converter
SU1317657A1 (en) Method of calibration checking of linearity of multiplying digital-to-analog converter
JPH0746067A (en) Voltage-frequency converting method
JPH01316025A (en) Analog-digital converter
SU1108509A1 (en) Analog storage