пературы окружающей среды, наличия электрических и магнитных полей и т. д. Практика показывает, что чем выше точность измерения, тем большее влияние на результат измерения оказывают условия окружающей среды, в которых производится измерение.

Для получения наибольшей точности и достоверности измере-/ НИИ питание измерительной аппаратуры осуществляется от сети, защищенной от индустриальных помех. Для этого применяются мотор-генераторы, а развязка между отдельными измерителями или их отдельными функциональными узлами осуществляется с помощью высокоэффективных развязывающих разделительных фильтров. Одновременно используется помехозащищенное измерительное заземление, изолированное от других потребителей. Для устранения влияния внеших электрических и магнитных полей, а также других факторов измерение высокоразрядных ЦАП и АЦП необходимо проводить в специально оборудованных экранированных комнатах [42]. Лабораторная мебель изготавливается из антистатического материала, а обслуживающий персонал имеет средства защиты от статического электричества (носит специальную одежду). Кроме того, применяются специальные антистатические тара и инструмент для укладки и подключения ИС к измерителю.

Для обеспечения достоверности измерений точных и быстродействующих ИС необходимо строго соблюдать температурный режим окружающей среды измерения. Колебания окружающей среды должны быть обеспечены согласно требованиям нормативно-технической документации (техническими условиями). При продолжительном измерении параметров одной ИС (это имеет место при измерении ХП ЦАП и АЦП), время измерения которой составляет десятки и более секунд, схема постоянно нагревается. При этом ее параметры изменяются до момента установления теплового равновесия, время которого зависит от тепловой емкости корпуса и потребляемой мощности. Для исключения ошибочной разбраковки (или пропуска брака), особенно при измерении на пластинах (из-за разных температурных режимов на пластине и в корпусе), необходимо обеспечить одинаковые тепловые режимы. Для этого измерение на пластине производится с подогревом (зонд с подогревочным столиком). При измерении корпусных ИС необходимо предусмотреть их предварительный подогрев электрическим (подачей питающих напряжений перед измерением) или тепловым (повышением их температуры с помощью источника тепла) способом.

9 32 КОНСТРУКТИВНЫЕ МЕТОДЫ

Одним из наиболее важных факторов, во многом определяющих широкополосность, точность и достоверность измерения динамических параметров сверхбыстродействующих ЦАП и АЦП, является конструктивное исполнение узлов адаптерной платы: КГ,элементов,

создающих режим измерения, первичных измерительных преобразователей, а также самого корпуса измеряемой ИС.

Для уменьшения влияния конструктивных паразитных элементов адаптерной платы на измеряемые динамические параметры сверх-\быстродействующих ЦАП и АЦП принимаются специальные конструктивные решения. Как правило, адаптерные платы изготавливаются по гибридной технологии, что обеспечивает получение необходимых режимов согласования волновых сопротивлений трактов передачи сверхвысокочастотных сигналов, а также повторяемость конструктивных паразитных параметров в отдельных экземплярах. Линии передачи энергии выполняются в виде компланарных полосков, имеющих определенные значения волновых сопротивлений Элементы, создающие режим измерения (резисторы, индуктивности, конденсаторы, диоды и транзисторы), формируются непосредственно на плате напылением или монтируются, как в гибридных микросхемах. Наиболее сложной проблемой является согласование полных сопротивлений линий передачи воздействующих (тестовых) сигналов и входных каскадов измеряемых ИС, представляющих нелинейную емкость. Для сверхбыстродействующих АЦП, как правило имеющих параллельную структуру, значение входной емкости достигает десятки пикофарад и более, а разброс между отдельными экземплярами ИС-20...30% Для обеспечения заданного режима измерения (поддержания постоянства амплитуды входных воздействий) необходимо использовать линии передачи проходного типа и систему автоматического регулирования. Исходя из топологии измеряемой ИС и создания наилучшего режима измерения, адаптерная плата проектируется индивидуально для каждбго типа ИС. Неотъемлемой частью адаптерной платы, предназначенной для измерения ЦАП и АЦП, работающих в субнаносекундном диапазоне, являются первичные измерительные преобразователи и устройства выборки - хранения. В качестве первичных измерительных преобразователей используются специализированные стробоскопические преобразователи, обеспечивающие трансформацию временного масштаба и имеющие большие широкополосность и чувствительность при очень низком уровне собственных шумов.

Для уменьшения шумов, пульсации и наводок, создаваемых источниками питания, токонесущими элементами и линиями передачи, определенным образом (чаще всего экспериментально) подбираются места для расположения источников питания, трассы прохождения сигнальных и управляющих цепей и линий, соответствующая экранировка чувствительных и излучающих электромагнитную энергию элементов. Особое внимание обращается на расположение мощных, теплоизлучающих элементов, вызывающих тепловые дрейфы. В ряде случаев применяется пассивное или активное термостатирование, позволяющее избегать резких изменений температуры элементов схемы или осуществлять компенсацию, помещая

элементы с противоположными знаками термофактора в один термостат.

Большое влияние при измерении сверхбыстродействующих ЦАП и АЦП (а также других их типов) имеет конструкция заземляющих корпусных шин и шунтирующих элементов, так как спектр циркулирующих сигналов очень широкий и достигает сотен и тысяч мегагерц. Для этого делаются отдельные заземляющие шины для управляющих и сигнальных цепей. Места их соединения и подключения развязывающих элементов в большинстве случаев выбираются экспериментально. Конструкция развязывающих элементов (конденсаторов), как правило, безвыводная.

Для уменьшения погрешностей измерения, вносимых коммутирующими элементами, предназначенными для создания режимов измерения, используются герметизированные реле со смоченными ртутью контактами, обеспечивающие малые и постоянные сопротивления замкнутого контакта и большие сопротивления - разомкнутого. Исключение термо-ЭДС коммутатов осуществляется путем помещения их в специальную конструкцию, выравнивающую температуру в противоположных выводах.

9 3 3 СХЕМОТЕХНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Наиболее сложной проблемой измерения электрических параметров ЦАП И АЦП является увеличение широкополосности измерителей, особенно для определения времени установления ЦАП. Для измерения статических параметров высокоразрядных ЦАП и АЦП в настоящее время существуют высокоточные и быстродействующие измерительные приборы тока и напряжения [146, 148, 150], на базе которых можно построить автоматизированные системы, позволяющие измерять статические параметры ЦАП, АЦП до 14-16 разрядов. Кроме того, существуют также измерительные системы для измерения статических параметров 12-14-разрядных ЦАП и АЦП [147-149].

Как было ранее показано, с увеличением быстродействия (tg5...\0 не) даже при небольшой разрядности ЦАП (6-8 разрядов) измерение времени установления из-за прямого «пролезания» тестовых сигналов становится весьма проблематичным. Фронты тестовых импульсов через паразитные элементы контактора, корпуса и внутренние связи самого кристалла ИС «пролезают» на выход ЦАП, в результате чего из-за воздействия системы измерения на объект измерения искусственно увеличивается измеряемое время установления. С увеличением быстродействия ЦАП паразитные воздействия становятся соизмеримыми с измеряемым временем и само измерение теряет смысл или становится невозможным. Для исключения случайных погрешностей, вносимых шумами и временными нестабильностями, используются методы усреднения и статистической обработки результатов измерения. Исключить влияние