JPH025340B2 - - Google Patents

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JPH025340B2
JPH025340B2 JP57037236A JP3723682A JPH025340B2 JP H025340 B2 JPH025340 B2 JP H025340B2 JP 57037236 A JP57037236 A JP 57037236A JP 3723682 A JP3723682 A JP 3723682A JP H025340 B2 JPH025340 B2 JP H025340B2
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JP
Japan
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converter
bit
voltage
output
input signal
Prior art date
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Expired - Lifetime
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JP57037236A
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English (en)
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JPS58154928A (ja
Inventor
Yasutaka Kuniji
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Sony Group Corp
Original Assignee
Aiwa Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP3723682A priority Critical patent/JPS58154928A/ja
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Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10—Calibration or testing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコンピユータを始めとしてPCMアダ
プタ、デジタル記録式デイスプレーヤ等に用いら
れているデジタル・アナログコンバータ(以下D
−Aコンバータと称す)の検査方法に関するもの
である。
従来よりD−Aコンバータの検査方法としては
D−Aコンバータのデジタル入力とそのデジタル
入力に対するアナログ出力を比較することにより
行なうものが通常である。すなわちデジタル信号
入力側に連続したデジタル信号(例えば、4ビツ
トのD−Aコンバータとすると0000、0001、
0010、……、1111)を入力し、アナログ出力側よ
り得られた出力電圧をミラー積分回路の出力と比
較して行なう方法等が行なわれていたわけである
が、この方法によれば積分器の精度で測定限界が
決定されてしまうだけでなく、測定される歪の限
界もミラー積分器の直線性によつて決定されてし
まうといつた問題点があつた。
また、D−Aコンバータの最大出力とミラー積
分器の最大出力とを調節しなければならず、さら
に、D−Aコンバータのとり得るすべてのパター
ンについてサンプリングを行なわなければならな
いので、ビツト数の多いD−Aコンバータになる
とサンプリングの回数が極めて多くなり、検査に
要する時間もひじように長くなる(例えば16ビツ
トのD−Aコンバータでは216−1回、すなわち
65535回のサンプリングが必要)等、種々の問題
点を有しているものであつた。
本発明は上述の問題点を解決すべくなされたも
のであり、D−Aコンバータの非直線性及び入力
信号に対する出力信号のエラー等の許容誤差範囲
内にはいつているか否かを極めて少ないサンプリ
ング回数で判別することができるようにした新規
なD−Aコンバータの検査方法を提供するもので
ある。
以下、図面を参照して本発明のD−Aコンバー
タの検査方法を詳細に説明する。
第1図は、本発明におけるD−Aコンバータ検
査回路を示すものである。図において1は被測定
用D−Aコンバータで、1aはその入力端子、1
bは出力端子である。D−Aコンバータ1の出力
端子1bにはサンプル・ホールド用スイツチ
SWa,SWbの一端がそれぞれ接続され、各スイ
ツチの他端側とアース間にはホールド用のコンデ
ンサC1,C2がそれぞれ接続されるとともに、コ
ンデンサC1,C2のチヤージを放電するためのス
イツチSWc,SWdがそれぞれ接続され、さらに
これらのラインは差動アンプ2の入力端子にそれ
ぞれ接続されているものである。そして差動アン
プ2の出力端子はウインド型コンパレータ3の入
力端子に接続されているものである。したがつて
ウインドコンパレータ3の設定値を予め許容誤差
範囲内に設定しておくことにより、出力信号がそ
の誤差範囲内か否かの判定を行なうことができる
ものである。
本発明のD−Aコンバータ検査回路は上述のよ
うになつており、次にその検査方法について順を
おつて説明する。
いま測定対称となるD−Aコンバータで扱われ
るデジタル信号のコードが0を中心として正、負
に対称となるオフセツトバイナリー信号であると
すると、そのデジタル信号入力Diに対するアナ
ログ出力電圧Aoの関係は第2図に示すように正
比例関係にある。
一方、D−Aコンバータにおけるデジタル信号
をアナログ信号に変換するシステムについてみれ
ば、第3図のようになつている。すなわち、たと
えば、16ビツトのD−Aコンバータであるとする
と、16個のビツトBit1〜Bit16を有し、各ビツ
トにそれぞれスイツチSW1〜SW16が設けら
れており、それらのスイツチSW1〜SW16の
一端はそれぞれ電流源S1〜S16が接続されており、
各スイツチSW1〜SW16の他端は、電流−電
圧変換器IVの入力端子に接続されている。電流
−電圧変換器は、たとえば図示のようにOP−ア
ンプ等で構成され、その出力にはアナログ電圧が
得られるものである。
そして、各ビツトBit1〜Bit16にデジタル信
号が入力されると、信号の入力されたビツトに相
当するスイツチが閉成され、電流−電圧変換器
IVの入力側にそのビツトに相当する電流源より
電流が流れ込み、これを電圧に変換することによ
つてデジタル入力信号Diに対するアナログ出力
電圧Aoを得るようになされたものである。
ここで上述の構成にもとづき、各ビツトBit1
〜Bit16の重みづけを考えると、第4図に示す
ように、最も重みのあるビツトMSB(Most
Signi−ficant Bit)となるBit1はアナログ出力
Aoのフルスケール値をFsとすると、その1/2の
Fs/2を意味し、最も重みの少ないビツトLSB
(Least Significant Bit)となるBit16はアナ
ログ出力Aoのフルケースの1/216の値を意味す
る。そしてLSB側により上位ビツトをみると前
記デジタル入力とアナログ出力との比例関係から
も明きらかなように常にアナログ出力電圧におい
て正確の2倍の出力となるようにされている。そ
してD−Aコンバータはデジタル入力信号に応じ
てBit1〜Bit16のうち、その対応するビツトの
アナログ出力電圧をたし合わせることにより任意
の出力電圧Aoを合成することができるものであ
る(すなわち16ビツトでは216−1種の電圧を合
成することができる)。
次に本発明の検査方法について説明する。
第1図の回路において予じめスイツチSWc,
SWdを閉成してコンデンサC1,C2のチヤージを
放電した後再びスイツチSWc,SWdを開放する。
この状態においてスイツチSWbを開放し、スイ
ツチSWaを閉成し、D−Aコンバータ1にデジ
タル入力信号1000…00を供給した後、スイツチ
SWaを開放し、そのときのアナログ出力電圧を
コンデンサC1によつてホールドするとともに、
スイツチSWaを開放した状態でスイツチSWbを
閉成してD−Aコンバータ1にデジタル入力信号
0111…11を供給した後、スイツチSWbを開放し、
そのときのアナログ出力電圧をコンデンサC2に
よつてホールドする。D−Aコンバータが理想的
な特性を呈している場合MSB側となるビツトか
らLSB側となるビツトをみるとその出力電圧は
常に正確に1/2となつていることは、すでに第4
図とともに説明した。したがつてコンデンサC1,
C2にチヤージされているそれぞれデジタル入力
1000…00、0111…11に対応するアナログ出力電圧
の関係を比較すると第5図のようになる。すなわ
ちコンデンサC1にチヤージされている1000…00
のデジタル入力信号に対応するアナログ電圧Ao
はアナログ出力電圧フルケース値Fsの1/2の電圧
Fs/2となり0111…11のデジタル入力信号に対
応するアナログ出力電圧Aoは前記1000…00のデ
ジタル入力信号の場合より、LSBとなるBit16
に相当する電圧だけ小さくなる。
上述の各アナログ出力電圧はゲインAの差動ア
ンプ2に入力され、ゲインA倍されて出力され
る。すなわちLSBとなるBit16に相当する電圧
のA倍の電圧が得られるものである。そしてこの
出力電圧をウインドコンパレータ3に入力し、そ
の電圧が所定の許容誤差範囲内に含まれているか
否かを判定するものである。すなわち許容誤差範
囲の電圧を△Vとすると、ウインドコンパレータ
3の特性は、 LSB・A−△V≦Vi≦LSB・A+△V △V:許容誤差 Vi:ウインドウコンパレー
タの入力電圧 のとき、ウインドコンパレータ3の出力は正、 Vi>LSB・A+△V、Vi<LSB・A−△V のとき、ウインドコンパレータ3の出力が負とな
るようにしておけばよく、差動アンプ2の出力
が、LSBのゲインA倍のLSB・Aの電圧に対し
て許容誤差範囲内である±△V内に入つていれば
ウインドコンパレータ3の出力が正となつて上述
の各デジタル信号の比較の結果が良品であること
がわかるものである。
また、許容誤差範囲△Vは選別範囲を表わして
いると見ることもでき、これを差動アンプ2の入
力側に換算すると、△V/Aの電圧となる。
この関係を図示すると第6図のようになる。同
図において縦軸はD−Aコンバータのアナログ出
力電圧Ao、横軸はデジタル入力信号である。図
中、実線で描いた直線はD−Aコンバータの入出
力特性が理想的である場合の特性を示し、その上
下に平行に描かれている点線は、許容誤差限界を
示す。すなわち、この点線で狭まれた領域内にD
−Aコンバータの出力が入つていれば、許容誤差
範囲である±△V/A以内であることを示し、そ
のD−Aコンバータを良品であると判定すること
ができる。
逆に、D−Aコンバータの出力が上記±△V/
A以上の誤差を含み、第6図の点線で挾まれた領
域外の値をとつたときはD−Aコンバータは不良
であると判定することができるものである。
すなわち、上記ウインドコンパレータ3の出力
が正であれば、そのD−Aコンバータの誤差が△
V/A以内であり良品、ウインドコンパレータ3
の出力が負であれば△V/A以上の誤差を含んで
おり、D−Aコンバータは不良であるとの判定を
行なうことができる。
以上が本発明の検査方法であるが、これだけで
は完全ではない。すなわち第5図において、たと
えばMSB以下のビツトBit2〜Bit16の間の出
力電圧において、Bit2がBit2+△X、Bit3が
Bit3−△X(△Xは定数)というように、△Xの
誤差を含んでいてもそれらを加えたとき△Xが相
殺されて誤差△Xを見落してしまうことがある。
そこで本発明においては、上述のようにMSB
ビツトであるBit1とBit2〜Bit16との比較だ
けでなく、第7図に示すようにBit2とBit3〜
Bit16の比較、さらに第8図に示すようにBit3
とBit4〜Bit16の比較というように、順次下位
ビツトへ行ないBit15とBit16(LSB)の比較
まで15回にわたつて比較測定を行なうことによ
り、上述のような測定ミスを防止している。そし
ていずれの測定においても常に理想的にはLSB
ビツトBit16分の差の出力電圧が差動アンプ2
より得られるはずであるから、すべての場合にお
いて対当に測定することができる。
上述の方法によれば、16ビツトのD−Aコンバ
ータであれば第1図の回路によつて30回のサンプ
リング、15回の比較のみによつてすべてのビツト
を検査することができる。また、一般的にはnビ
ツトのD−Aコンバータであれば2(n−1)回
のサンプリングを行ないn−1回の出力電圧の比
較によつて行なうことができることになる。
次に上述した測定方法を順次図示すると、第9
図に示すようになる。すなわち、縦軸D−Aコン
バータの出力電圧Aoを、横軸にデジタル入力信
号Diをとると、第1回目の1000…00のデジタル
入力信号と0111…11のデジタル入力信号の比較を
行なつた結果が良であつたならば、両デジタル信
号を加えた111…11のデジタル入力信号に対する
アナログ出力も正しいと予測することができる。
すなわち第1回目の測定で図中aで示す位置につ
いて入、出力の関係が良であると判定できる。こ
のときのアナログ出力電圧はそれぞれO、Fsで
ある。
第2回目の0100…00と0011…11のデジタル入力
信号に対する各アナログ出力の比較検査の結果が
良であるなら、第1回目と合わせて、デジタル入
力信号1100…00に対するアナログ出力電圧も正し
いと予測することができる。これを図に示せば、
bで示すように、デジタル入力信号0100…00に対
応する−Fs/2、1100…00に対応するFs/2の検査が 完了したと見ることができる。
さらに第3回目の0010…00と0001…11のデジタ
ル入力信号に対するアナログ出力信号−3/4Fsの 比較検査の結果が良であるなら、第1回目の1000
…00との兼ね合いから1010…00、第2回目の0100
…00との兼ね合いから0110…00、111…00に対す
るアナログ出力電圧すなわち、それぞれ−Fs/4、 Fs/4、3/4Fsも正しいと予測することができる。
この点を図においてCで示す。
このように各ビツトを順次比較することにより
16ビツトでは15回の比較のすべてのビツトをチエ
ツクすることができるものである。
以上述べたように、本発明のD−Aコンバータ
の検査方法によれば、従来のD−Aコンバータが
n−ビツトである場合、そのとり得るすべてのデ
ジタル入力に対して対応するアナログ出力電圧を
確認するため、2n−1回のサンプリングが必要で
あつたのに対し、わずか2(n−1)回のサンプ
リング、(n−1)回の電圧比較で行なうことが
できるため、検査回路及び検査工程は著しく簡素
化され、さらに検査時間も大幅に短縮できるた
め、D−Aコンバータが定常状態となつてから検
査できるので、測定の確度を向上させることがで
きる。尚、本発明の検査方法によれば、D−Aコ
ンバータの出力電圧のばらつきは本質的に無関係
となるため従来のようにミラー積分器の出力電圧
と比較するために生じるミラー積分器の精度で測
定限界が決定されるという制約やD−Aコンバー
タの出力電圧とミラー積分器のゲインを検査のた
びに調整する必要性も全くなくなる等、多くの効
果を有しているものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のD−Aコンバータの検査回
路を示し、第2図はD−Aコンバータの入出力の
関係を示す特性図、第3図はD−Aコンバータの
動作原理図、第4図はD−Aコンバータの各ビツ
トの重みづけを示す説明図、第5図は本発明のD
−Aコンバータの検査方法における第1回目の比
較測定を示す説明図、第6図はD−Aコンバータ
の入出力特性における許容誤差範囲を示す説明
図、第7図、第8図はそれぞれ第2回目、第3回
目の比較測定を示す説明図、第9図は本発明の検
査方法における各比較測定が順次行なわれていく
状態を示す説明図である。 符号の説明、1……被測定D−Aコンバータ、
2……差動アンプ、3……ウインドコンパレー
タ、Bit1〜Bit16……D−Aコンバータの各ビ
ツト。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 n(nは整数)ビツトのD−Aコンバータの
    少くともLSBビツトを除くn−1個の各ビツト
    について、そのビツトにのみ入力信号が与えられ
    た場合と、そのビツトより下位にあるすべてのビ
    ツトに入力信号が与えられた場合とをサンプリン
    グして、それらの出力電圧を差動増幅器にて比較
    し、その出力電圧の差が前記D−Aコンバータの
    出力側換算値でLSBビツトに相当する電圧を中
    心として所定の許容誤差範囲内にあるか否かをコ
    ンパレータで判定することにより、DAコンバー
    タの良否を判定するようにしてなるDAコンバー
    タの検査方法。
JP3723682A 1982-03-11 1982-03-11 D−aコンバ−タの検査方法 Granted JPS58154928A (ja)

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JPS60232721A (ja) * 1984-05-02 1985-11-19 Sony Tektronix Corp デジタル・アナログ変換器用試験装置
JPS621324A (ja) * 1985-06-27 1987-01-07 Toshiba Corp D/aコンバ−タのリニアリテイ評価方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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