JPH01300623A - 自己特徴付けアナログ・デジタル変換装置 - Google Patents

自己特徴付けアナログ・デジタル変換装置

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JPH01300623A
JPH01300623A JP1076900A JP7690089A JPH01300623A JP H01300623 A JPH01300623 A JP H01300623A JP 1076900 A JP1076900 A JP 1076900A JP 7690089 A JP7690089 A JP 7690089A JP H01300623 A JPH01300623 A JP H01300623A
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ジェームズ・トマス・ショット,サード
Edward B Stokes
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    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
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    • H03M1/10Calibration or testing
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    • H03M1/109Measuring or testing for DC performance, i.e. static testing
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    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
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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】 [発明の分野] 本発明は一般にアナログ・デジタル(A/D)変換装置
に関し、特に外部装置にコード密度ヒストグラム・デー
タを供給するように試験回路を組み込んだ単チップ型A
/D変換装置に関する。
[従来の技術] A/D変換器は、所謂フラッシュ型A/D変換器を含め
て、一般に先ず試験台に載置して試験が行われる。この
試験台では試験時に電気的雑音がA/D変換器の分解能
に比して無視することができるようにされている。また
試験時のA/D変換器のアナログ人力信号として、全歪
みがA/D変換器の分解能に比して無視できるほどの純
度のスペクトルを存する正弦波信号か用いられる。次に
A/D変換器のデジタル出力コードは、A/D変換器か
ら出力されると直ちにランダム・アクセス・メモリ(R
AM)に読込まれる。こうして得られたデータはデジタ
ル・コンピュータによって解析されて、(1)欠けた出
力コード、(2)積分非直線性、及び(3)微分非直線
性について明らかにされる。
この方式には主に2つの問題がある。即ち、A/D変換
器の変換速度が速くなり、かつA/D変換器の分解能が
一層細かくなるにつれて、試験台フロアの電気的雑音に
相当量の電気的雑音を加えることなく高速でA/D変換
器の出力コードを読出すRAMを見付けるのは増々困難
となる。その上、A/D変換器が大規模な装置に組込ま
れた後では、A/D変換器の特徴付け(charact
erization)を容易に行うことはできない。
このため、検査中のA/D変換器の動作速度でデータを
獲得できる外部装置を通常必要とせずに試験可能である
自己特徴付けA/D変換装置が必要とされている。
従って、本発明の目的は、試験時に高速作動で雑音を発
するRAMを使用することを必要とせずにA/D変換器
を特徴付ける手段を提供することにある。
本発明の別の目的は、大規模装置内で容易に実施するこ
とかできる、A/D変換器の特徴付けのための技術を提
供することにある。
[発明の開示] 本発明の好ましい態様によれば、A/D変換器マークロ
セルのアーキテクチャとして、A/D変換器の動的特徴
付けのためにコード密度データを累算するための種々の
カウンタ及び比較器よりなるデジタル論理回路が含まれ
ている。更に詳細にいうと、各マクロセル(macro
cell )はクロック・カウンタと、ビン(bin 
)カウンタと、比較器と、ヒストグラム・カウンタとを
備えている。A/D変換器のコード出力信号が比較器に
おいてビン・カウンタの出力信号と比較され、双方の信
号が一致する毎にヒストグラム・カウンタが増数される
本発明による自己特徴付けA/D変換装置は低雑音試験
取付は具に装着されると、パルス発生器を使用してクロ
ック・パルスが高速で供給され、かつアナログ入力端子
には高スペクトル純度の正弦波発生器からの信号が供給
される。低速マイクロコンピュータ・インターフェース
として、例えば汎用入出力(GP I O)装置を種々
の制御信号を発生させるのに使用することができる。こ
のとき、所定数のサイクルの間、デジタル出力コードは
ビン・カウンタの出力信号と比較される。そして双方の
信号が一致すると、ヒストグラム・カウンタの内容が増
数される。所定数のサイクルの終了時には、マイクロコ
ンピュータを使用して、ヒストグラム・カウンタからデ
ータを読出し、ビン・カウンタを増数し、かつヒストグ
ラム・カウンタをリセットして、次のビンのためのデー
タ獲得を開始させる。この処理が所定数の全てのビンに
ついて繰り返され、これによって如何なる外部高速RA
Mを使用することなくA/D変換器の動的特徴付けが完
了される。
[好適実施例の説明コ 図面を参照すると、本発明による自己特徴付けA/D変
換装置のマクロセルのアーキテクチャがブロック図で示
されている。このマクロセルは、例えば7ビツト GE
  CRDフラッシュ型A/D変換器マクロセル/チッ
プのようなA/D変換器10を有する。このマクロセル
/チップの詳細については、1985年カスタム・イテ
グレイテッド・サーキット・コンファレンス(Cust
om Integrated C1rcuit con
rerence)にてニス・チー・チュ(S、T、Ch
u )及びジエー・エル・ギヤレット(J、L、Gar
rett )によって発表されたr 20 MHzフラ
ッシュ型A/D変換器マクロセル(20MIIz Pi
ash A/D Converter Macroce
ll ) Jと題する論文を参照されたい。この論文は
前記会議の議事録の第160頁/第162頁に掲載され
ている。しかしながら、この特定のA/D変換器は例示
的なものに過ぎず、本発明の実施には他のA/D変換器
を使用できることが理解されよう。
A/D変換器10は装置のアナログ信号入力端子9に接
続されたアナログ入力と、デジタル・コード出力と、変
換処理を制御するクロック入力とを備えている。このA
/D変換器に関する特定の細部は本発明の構成部分を成
すものではなく、このため、A/D変換器についてのよ
り詳細な説明は省略する。
A/D変換器10のデジタル・コード出力は装置のデー
タ出力端子11の他に、デジタル比較器17の第1の入
力、即ち六入力にも接続されている。太線で示すように
、A/D変換器1oのデジタル・コード出力線は、GE
  CRDフラッシュ型A/D変i器の場合、7本の信
号線から成る並列出力線である。従って、データ出力端
子11とデジタル比較器12の第1の入力(即ち六入力
)とは、実際にそれぞれ複数の信号端子を有していて並
列データを受けるようになっている。デジタル比較器1
2の第2の入力、即ちB入力にはビン・カウンタ14の
出力が供給される。この出力線もまたA/D変換器10
のデータ出力線と同数の信号線を有する並列出力線であ
る。
ビン・カウンタ14は3つの入力、即ちこのカウンタを
増数するためのクロック入力と、試験開始時にこのカウ
ンタを初期設定するためのリセット入力と、イネーブル
(enable)入力とを有している。イネーブル入力
には、インバータ15がクロック・カウンタ16の桁上
げ出力Cから信号を受信したときに、その出力信号が供
給される。桁上げ出力Cはまた装置のデータ読出し信号
(DR)出力端子20に接続されて、外部マイクロコン
ピュータにクロック・サイクルが終了したことを通知す
るようになっている。なお、クロックカウンタのカウン
ト出力は使用されない。
クロック・カウンタ16はビン・カウンタ14と同様な
カウンタであって、3つの入力を備えている。但し、ク
ロック入力及びリセット入力のみが使用される。この場
合、このクロック入力はA/D変換器10の入力と共に
、装置の入力端子13を介して外部クロック信号発生器
(図示せず)に接続されている。またこのリセット入力
はビン・カウンタ14のリセット入力と共に装置の入力
端子17を介して外部から試験開始信号を受信する。こ
の試験開始信号は、自己特徴付けA/D変換装置を試験
のために初期設定するのに使用される。
デジタル比較器12はA/D変換器10のコード出力と
ビン・カウンタ14のカウント出力とが一致するときに
は常に出力信号を生成し、この出力信号によってヒスト
グラム・カウンタ18を増数させる。このヒストグラム
・カウンタはビン・カウンタ及びクロック・カウンタと
同様に3つの入力を備え、クロック入力は上述のように
デジタル比較器12の出力に接続されている。リセット
入力はビン・カウンタ14のクロック入力と共に外部か
らの「次のビン」信号の入力端子19に接続されている
。またイネーブル人力はインバータ15の出力に接続さ
れている。ヒストグラム・カウンタの並列出力はビン値
出力端子21に接続されて、外部マイクロコンピュータ
によって読取られるようになっている。
A/D変換器10、比較器12及びカウンタ14.16
,18、並びにインバータ15は一般に単一集積回路、
即ち単チツプ内に組み込まれることが理解されよう。ま
た、端子9,11,13゜17及び19ないし21はそ
れぞれチップ上のコンタクト・パッドで構成することが
できる。このアーキテクチャによれば、複数のこの種チ
ップを使用して所望の分解能を備えた完全A/D変換装
置を製造することができる。
自己特徴付けA/D変換装置を低雑音試験取付は具に装
着したとき、クロック入力端子13に接続したパルス発
生器(図示せず)によってクロック信号が高速で供給さ
れる。また高スペクトル純度の正弦波発生器(図示せず
)から入力端子9を通してアナログ入力信号が供給され
る。「次のビン」信号入力端子19及び試験開始信号入
力端子17に立上りパルスを加えて、クロック・カウン
タ、ビン・カウンタ及びヒストグラム・カウンタをそれ
ぞれゼロにリセットするために、GPIO装置(図示せ
ず)を使用することができる。クロック・カウンタ16
によって所定サイクル数、例えば次の22°サイクル数
が計数される間、A/D変換器10からのデジタル出力
コードが、最初ゼロにセットされたビン・カウンタ14
の出力と比較される。デジタル比較器12によって双方
の信号について一致が決定されると、ヒストグラム・カ
ウンタ18が増数される。そして220サイクルの後、
クロック・カウンタ16の桁上げ出力Cが高レベル状態
となり、この結果ビン・カウンタ14及びヒストグラム
・カウンタ18が動作禁止され、かつ出力端子20を通
してマイクロコンピュータ(図示せず)にゼロ次のデー
タが出力可能であることが通知される。次に、マイクロ
コンピュータは端子21を通してゼロ次のビンからデー
タを読取って、「次のビン」信号入力端子19に立上り
パルスを加える。この結果、ビン・カウンタ14が増数
され、次のビンについてのデータ獲得が開始される。こ
の過程は全128個のビンについて繰返される。これに
よって、外部高速RAMを使用せずにA/D変換器の完
全な動的特徴付けが行われる。
本発明はA/D変換器の動作速度でデータの獲得を必要
とする外部装置を使用することなく試験可能である自己
特徴付けA/D変換装置を提供する。更に、この自己試
験能力を有するA/D変換装置は大規模装置に関連して
容易に試験を行うことができる。
以上、本発明を好ましい実施例について詳述したが、特
許請求の範囲の精神及び範囲内で、数多くの変更を行い
得ることが当業者には理解されよう。
【図面の簡単な説明】
単一の図は本発明による自己特徴付けA/D変換装置の
アーキテクチャを示すブロック図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、アナログ信号入力及びデジタル・コード出力を有す
    るアナログ・デジタル(A/D)変換器と、 前記A/D変換器の出力信号を複数のビンに分割する手
    段、及び前記デジタル・コード出力に結合されて、前記
    ビンに関連するデジタル・コードのヒストグラムを発生
    して、該ヒストグラムを前記A/D変換器の変換速度よ
    り低い速度で読出し可能とする手段を有するデジタル論
    理回路と、を共通チップ上に具備しているA/D変換装
    置。 2、前記A/D変換器の出力信号を複数のビンに分割す
    る前記手段が、次のビンのカウント入力信号に応答して
    ビン・カウント出力信号を発生するビン・カウンタを有
    し、前記ヒストグラムを発生する前記手段が、前記A/
    D変換器に結合され、前記A/D変換器のデジタル・コ
    ード出力に発生された前記信号及び前記ビン・カウント
    出力信号に応答して、前記デジタル・コード出力信号及
    び前記ビン・カウント出力信号が一致している毎に出力
    信号を発生する比較器と、前記次のビンのカウント入力
    信号によってリセットされ、かつ前記比較器の前記出力
    信号によって増数されて、A/D変換器の動的特徴付け
    のためにコード密度データを累算するヒストグラム・カ
    ウンタとを有している請求項1記載のA/D変換装置。 3、外部クロック信号に応答して所定数のクロック信号
    を計数することによってビン・カウント期間を定め、か
    つビン計数の終了時に前記ビン・カウンタ及び前記ヒス
    トグラム・カウンタを動作禁止すると共に、前記コード
    密度データを読出すための信号を発生するクロック・カ
    ウンタが更に設けられている請求項2記載のA/D変換
    装置。 4、前記A/D変換器が前記外部クロック信号を受信す
    るように結合されている請求項3記載のA/D変換装置
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