- - ao)

Вых 1 -ШЗР) (12)

(szssMtod Вход maffTioobia аналоговый (47) (60)

выход переполнемид

Вых 2

- (13)

Вых.З

- (75)

Вых 4

- (W)

Вых 5

- (18)

Вых.6

- (79)

Вых 7, - (21)

ВыхЗ

-(7\зр)

(22)

Рис 4 38 Зависимость ка смещения нуля от i пряжения

зходного то-ходного на

Рис 4 37 Структурная схема АЦП К1107ПВ4

60 т, °с

Рис 4.39 Зависимость нелинейности от температуры при Ucc\=b В, U иг = = -5,2 В

ВОТ," С

Рис 4 40 Зависимость дифференциальной нелинейности oi температуры при С, 1=5 В, С„.= -5,2 В

сительнои погрешности резисторов делителя эталонных напряжений в процессе изготовления микросхем.

Микросхема К1107ПВ4 содержит разряд переполнения, фиксирующий превышение аналоговым сигналом входного диапазона АЦП. При превышении аналоговым сигналом значения IJ,ei\ на цифровом выходе переполнения появляется напряжение высокого уровня, а на остальных выходах - напряжения низкого уровня. При включении ИС К1107ПВ4 цифровые выходы подключаются к внешнему источнику -2 В через резисторы сопротивлением 100 Ом.

Микросхемы К1107ПВ4 изготовлены по эпитаксиально-планарной технологии с двухуровневой металлизацией. Резисторный делитель выполнен в диффузионном слое глубокого коллектора. Для форми-

4* 99

рования р- и базовых областей применено ионное легирование. Общее число элементов на кристалле АЦП около 6000 щт.

На рис. 4.38-4.40 представлены зависимости некоторых электрических параметров ИС К1107ПВ4. Типовая схема включения микросхемы К1107ПВ4 эквивалентна схеме, показанной на рис. 4.28. Особенности применения ИС К1107ПВ4 аналогичны особенностям б-разрядного АЦП К1107ПВЗ.

Глава 5.

МЕТОДЫ И АППАРАТУРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МИКРОСХЕМ ЦАП

5.1. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЦАП

Как было указано в гл. 2, статические параметры ИС ЦАП можно разделить на две группы. К первой группе относятся параметры, общепринятые для других типов ИС и определяющие энергетические показатели, ко второй - параметры, характерные только для преобразователей. Это выходное напряжение, ток смещения нуля, коэффициент преобразования, нелинейность и дифференциальная не.тпейность. Основная трудность возникает при измерениях именно этих параметров. Особенно сложно определение нелинейности и дифференциальной нелинейности. Сложность заключается в том, что в связи с постоянно повышающимся числом разрядов ИС ЦАП предъявляются более высокие требования к точности измерения, кроме того, число отдельных измерений становится значительным. Например, для измерения 12-разрядного ЦАП во всех точках ХП необходимо выполнить 4012 измерений, при этом класс точности измерительного прибора должен быть порядка 0,001.

Таким образом, выбор числа точек измерения является очень актуальным вопросом. Наиболее полное представление нелинейности дает измерение во всех точках ХП. Однако для этого даже при автоматизированных измерениях требуется значительное время. Поэтому часто измерения проводят в нескольких точках, равномерно расположенных Tio диапазону преобразования. Если влияние разрядов друг на друга незначительное, т. е. погрешность суперпозиции мала, то такой" метод дает достаточно достоверные результаты. Еще лучшие результаты получаются, когда знак нелинейности определяется для каждого отдельного разряда, а проверяется в точке, соответствующей включению разрядов с одинаковым знаком нелинейности.

Если погрешность суперпозиции значительна, то отсутствуют способы определения кодов, при которых нелинейность максимальна, при этом измерения необходимо проводить во всех точках ХП. Причины взаимной зависимости разрядов могут быть разные: изменения температурных градиентов в кристалле, возникаюшие из-за перераспределения токов, вызываюших изменение сопротивления резисторов или рассогласование ключей, падение напряжения в общих шинах и др. Погрешность суперпозиции становится существенной при числе разрядов более 12.

При малых погрешностях суперпозиции максимальная дифференциальная нелинейность имеет место в точках, в которых очередной код меняется на код, соответствующий включению только одного разряда, т. е. в основных переходах. Хотя дифференциальная нелинейность в любой точке ХП может быть рассчитана по нелинейности отдельных разрядов, непосредственные измерения предпочтительны, так как они дают возможность исключить накопление погрешности измерения. Когда число точек измерения ограничено, аппроксимация характеристики преобразования, как правило, производится по конечным точкам.

Значительной проблемой является температурная нестабильность параметров измеряемых ИС ЦАП. Учитывая, что высокоточные измерительные приборы имеют низкое быстродействие, а для определения нелинейности необходимо произвести большое число измерений, особое внимание необходимо обратить на температурный режим проверяемой ИС ЦАП. Если отвод тепла от корпуса недостаточный, его температура в конце измерения может значительно отличаться от начальной, что может привести к дополнительной погрешности. Для значительного уменьшения изменения температуры иногда схема выдерживается под нагрузкой перед измерением, однако это снижает производительность и усложняет оборудование. В некоторых случаях целесообразно применять схемотехнические решения, значительно уменьшающие влияние температурной нестабильности. Например, для ЦАП с токовым выходом в цепь опорного напряжения можно включить внешний стабильный резистор. Предназначенный для этой цели резистор можно использовать только совместно с внешним ОУ и согласованным с ним по температурному коэффициенту сопротивления (ТКС) резистором обратной связи.

Измерение статических параметров первой группы, характеризующих энергетические показатели, не представляет трудностей и здесь рассматриваться не будет.

5 1 1 ИЗМЕРЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ ЦИФРОВОГО ПРИБОРА

Одним из простейших методов измерения параметров ХП является метод с непосредственным применением цифрового вольтметра или миллиамперметра [17]. Структурная схема измерителя,