JPH0436608B2 - - Google Patents

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JPH0436608B2
JPH0436608B2 JP61281580A JP28158086A JPH0436608B2 JP H0436608 B2 JPH0436608 B2 JP H0436608B2 JP 61281580 A JP61281580 A JP 61281580A JP 28158086 A JP28158086 A JP 28158086A JP H0436608 B2 JPH0436608 B2 JP H0436608B2
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JP
Japan
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sine wave
converter
data
frequency
sample
Prior art date
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JP61281580A
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Japanese (ja)
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JPS63135021A (en
Inventor
Akiharu Machida
Nobuo Okabe
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、A/D変換器試験装置に関するもの
であり、詳しくは、カーブフイツト法により試験
を行う装置の改良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an A/D converter testing device, and more particularly, to an improvement in a device that performs testing using the curve fit method.

(従来の技術) A/D変換器の試験方法の一つに、カーブフイ
ツト法がある。
(Prior Art) One of the testing methods for A/D converters is the curve fit method.

第5図は、このような試験方法で用いられる装
置の一例を示すブロツク図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of an apparatus used in such a test method.

第5図において、1は高純度正弦波発生器であ
り、周波数がfsの正弦波信号を出力する。この出
力信号は測定対象A/D変換器(以下DUTとい
う)2に加えられている。3はDUT2の変換デ
ータを格納するメモリであり、予め設定されたサ
ンプル数のデータを格納するためのエリアが確保
されている。4は周波数がfcのクロツクを発生す
るクロツク発生器であり、DUT2にサンプリン
グクロツクとして加えられるとともに、メモリ3
にストローブクロツクとして加えられている。こ
こで、DUT2に加えられる入力信号の周波数fs
とクロツクの周波数fcは、 fs/fc=K/N ……(1) N;総データサンプル数 K;サンプル波数 (NとKは素の関係を有する) の関係が成立するように設定されている。また、
総データサンプル数Nは、 360/N(deg) ……(2) で表されるDUT2の分解能がDUT2の1LSBよ
りも十分小さくなるように設定されている。第6
図は、これらの関係の一例を示す説明図であり、
aはDUT2に加えられる正弦波信号を示し、b
はDUT2に加えられるクロツクを示している。
5はデータ処理部であり、メモリ3に格納された
変換データに対して離散的フーリエ変換
(discreat fourier transform;以下DFTという)
処理を施し、DUT2に加えられる入力信号に相
当する理想正弦波信号の位相データと振幅データ
を求めるとともにパーセバルの公式によるSN比
の演算などを行なうものである。
In FIG. 5, 1 is a high purity sine wave generator which outputs a sine wave signal with a frequency of fs. This output signal is applied to an A/D converter to be measured (hereinafter referred to as DUT) 2. Reference numeral 3 denotes a memory for storing conversion data of the DUT 2, and an area for storing data of a preset number of samples is secured. 4 is a clock generator that generates a clock with a frequency fc, which is added to DUT 2 as a sampling clock, and is also applied to memory 3.
is added as a strobe clock. Here, the frequency fs of the input signal applied to DUT2
and the clock frequency fc are set so that the following relationship holds: fs/fc=K/N...(1) N: Total number of data samples K: Number of sample waves (N and K have a prime relationship) There is. Also,
The total number of data samples N is set so that the resolution of the DUT2, expressed as 360/N (deg) (2), is sufficiently smaller than 1 LSB of the DUT2. 6th
The figure is an explanatory diagram showing an example of these relationships,
a shows the sinusoidal signal applied to DUT2, b
indicates the clock applied to DUT2.
5 is a data processing unit, which performs a discrete Fourier transform (hereinafter referred to as DFT) on the transformed data stored in the memory 3.
It performs processing to obtain phase data and amplitude data of an ideal sine wave signal corresponding to the input signal applied to the DUT 2, and also calculates the SN ratio using Parseval's formula.

このような構成において、DUT2でサンプリ
ングされた変換されたデータをメモリ3のエリア
一杯に格納する。そして、これら格納された変換
データに対してデータ処理部5でDFT処理を施
し、DUT2に加えられる入力信号に相当する理
想正弦波信号の位相データと振幅データを求め
る。
In such a configuration, the converted data sampled by the DUT 2 is stored in the entire area of the memory 3. Then, the data processing unit 5 performs DFT processing on these stored conversion data to obtain phase data and amplitude data of an ideal sine wave signal corresponding to the input signal applied to the DUT 2.

これにより、これら理想正弦波信号データの変
換データとの誤差を求めることができ、DUT2
の各種特性を評価することができる。
As a result, the error between these ideal sine wave signal data and the converted data can be found, and the DUT2
It is possible to evaluate various characteristics of

(発明が解決しようとする問題点) しかし、このような構成において、DUT2に
加えられる入力信号の周波数fsとクロツクの周波
数fcとの比が(1)式のK/Nの値に対して誤差を生
じると、隣接するサンプル点の間隔、すなわち分
解能が変化し、誤差の大きさによつては変換コー
ドの一部がサンプリングされなくなつてDUT2
の試験に支障を来たすことがある。
(Problem to be solved by the invention) However, in such a configuration, the ratio between the frequency fs of the input signal applied to the DUT 2 and the frequency fc of the clock has an error with respect to the value of K/N in equation (1). When this occurs, the interval between adjacent sample points, that is, the resolution, changes, and depending on the size of the error, a part of the conversion code may not be sampled and the DUT2
It may interfere with the test.

本発明は、このような点に着目したものであつ
て、その目的は、測定対象A/D変換器に加えら
れる正弦波信号とクロツクの周波数比の誤差から
受ける影響を小さくでき、高精度の試験が行える
A/D変換器試験装置を提供することにある。
The present invention focuses on these points, and its purpose is to reduce the influence of the error in the frequency ratio of the sine wave signal applied to the A/D converter to be measured and the clock, and to achieve high precision. An object of the present invention is to provide an A/D converter testing device that can perform testing.

(問題点を解決するための手段) このような問題点を解決した本発明は、高純度
正弦波発生器から測定対象A/D変換器に正弦波
信号を加え、測定対象A/D変換器から出力され
る変換データをメモリに格納し、メモリに格納さ
れた変換データを離散的フーリエ変換することに
より入力信号に相当する理想正弦波信号の位相と
振幅を求め、これら理想正弦波信号データと変換
データとの誤差を求めるA/D変換器試験装置に
おいて、 測定対象A/D変換器の試験内容に応じたサン
プルデータの分解能Nとサンプル波数Kが素の関
係を保ちかつ (N+1)/K=M(Mは整数) または (N−1)/K=M(Mは整数) の関係が成立するNとKを演算する手段と、 これらNとKの値に従つて fs=(K/N)fc により入力信号の周波数の値fsを演算しその演算
結果に応じて高純度正弦波発生器の出力周波数を
制御する手段とを設けたことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) The present invention solves these problems by applying a sine wave signal from a high purity sine wave generator to the A/D converter to be measured. The converted data output from the memory is stored in a memory, the phase and amplitude of an ideal sine wave signal corresponding to the input signal are obtained by performing discrete Fourier transform on the converted data stored in the memory, and these ideal sine wave signal data and In an A/D converter testing device that determines the error with conversion data, the resolution N of the sample data and the sample wave number K according to the test content of the A/D converter to be measured maintain a prime relationship and (N+1)/K. = M (M is an integer) or (N-1)/K = M (M is an integer) N) means for calculating the frequency value fs of the input signal using fc and controlling the output frequency of the high purity sine wave generator according to the calculation result.

(実施例) 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail using the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
あり、第5図と同一部分には同一符号を付けてい
る。第1図において、6は高純度正弦波発生器1
の出力周波数fsを制御する制御ブロツクである。
この制御ブロツク6は、DUT2の試験内容に応
じたサンプルデータの分離能Nとサンプル波数K
が素の関係を保ちかつ (N+1)/K=M(Mは整数) ……(3) または (N−1)/K=M(Mは整数) ……(4) の関係が成立するNとKを演算する演算部7と、
演算部7で演算されたこれらNとKの値に従つて fs=(K/N)fc ……(5) により入力信号の周波数の値fsを演算しその演算
結果に応じて高純度正弦波発生器1の出力周波数
fsを制御する演算制御部8とで構成されている。
9はDUT2に加えられる入力信号の周波数fsお
よびクロツクの周波数fcを測定するためのカウン
タであり、各周波数の測定値は演算制御部8に加
えられている。なお、カウンタ9は、DUT2に
加えられる入力信号の周波数fsおよびクロツクの
周波数fcの安定度が高い場合には省略してもよ
い。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, and the same parts as in FIG. 5 are given the same reference numerals. In FIG. 1, 6 is a high purity sine wave generator 1
This is a control block that controls the output frequency fs.
This control block 6 controls the sample data resolution N and sample wave number K according to the test content of the DUT2.
is prime and the following relationship holds: (N+1)/K=M (M is an integer) ...(3) or (N-1)/K=M (M is an integer) ...(4) and a calculation unit 7 that calculates K.
According to the values of N and K calculated by the calculation unit 7, the frequency value fs of the input signal is calculated by fs = (K/N) fc ... (5), and a high purity sine wave is calculated according to the calculation result. Output frequency of generator 1
It is composed of an arithmetic control section 8 that controls fs.
9 is a counter for measuring the frequency fs of the input signal applied to the DUT 2 and the frequency fc of the clock, and the measured values of each frequency are applied to the calculation control section 8. Note that the counter 9 may be omitted if the frequency fs of the input signal applied to the DUT 2 and the frequency fc of the clock are highly stable.

このように構成された装置の動作について説明
する。
The operation of the device configured in this way will be explained.

まず、DUT2の試験内容に応じてクロツク発
生器4の出力周波数fcを所定の値に設定する。
First, the output frequency fc of the clock generator 4 is set to a predetermined value depending on the test content of the DUT 2.

一方、予めDUT2の試験内容に応じてクロツ
ク発生器4の出力周波数fcとの周波数比がほぼ所
望の値になるような高純度正弦波発生器1の出力
周波数fs′の値を演算するとともに、DUT2の出
力ビツト幅に従つてサンプルデータの概略値
N′とサンプル波数の概略値K′を演算しておく。
On the other hand, in advance, the value of the output frequency fs' of the high-purity sine wave generator 1 is calculated so that the frequency ratio with the output frequency fc of the clock generator 4 becomes approximately the desired value according to the test content of the DUT 2, and Approximate value of sample data according to output bit width of DUT2
Calculate N′ and the approximate value K′ of the sample wave number.

このようにして予め演算されたfs′、N′、K′を
目安にして、素の関係を有し前述の(3)式を満足す
るサンプルデータの分解能Nとサンプル波数Kお
よび素の関係を有し(4)式を満足するサンプルデー
タの分解能Nとサンプル波数Kを演算部7により
演算する。
Using fs′, N′, and K′ calculated in advance in this way as a guide, we can calculate the prime relationship between the resolution N and sample wave number K of sample data that has a prime relationship and satisfies equation (3) above. The calculation unit 7 calculates the resolution N and sample wave number K of the sample data that satisfy the equation (4).

そして、演算部7で演算されたこれらNとKの
値に従つて演算制御部8で前述の(5)式を満足する
入力信号の周波数の値fsを演算し、その演算結果
に応じて高純度正弦波発生器1の出力周波数fsを
制御する。
Then, according to the values of N and K calculated by the calculation unit 7, the calculation control unit 8 calculates the frequency value fs of the input signal that satisfies the above-mentioned equation (5), and the frequency value fs of the input signal that satisfies the above-mentioned formula (5) is The output frequency fs of the pure sine wave generator 1 is controlled.

第2図は、このような条件で行われるサンプリ
ングの説明図である。この場合のサンプルデータ
の周期はMになり、n=i、n=i+1の間には
K個のサンプル点が存在する。また、l回目の測
定周期の最初のサンプル点とl+1回目の測定周
期の最初のサンプル点はどちらかが前後の関係で
隣り合うことになる。
FIG. 2 is an explanatory diagram of sampling performed under such conditions. In this case, the period of sample data is M, and there are K sample points between n=i and n=i+1. Further, the first sample point of the l-th measurement cycle and the first sample point of the l+1-th measurement cycle are adjacent to each other in a sequential relationship.

そして、n番目の点に含まれる分解能単位の誤
差E(n)は、 E(n)=n・K・δ δ;周波数比の誤差 となり、隣り合う点間(n番目とその1つ先の
点)の相対誤差はΔE(n)は、 ΔE(n)=Δn・K・δ となる。このようなサンプル点間の相対誤差ΔE
(n)は、 ΔE(n)=M・K・δ、n modeK=1、……、
K−2 −{(K−1)M−1}Kδ、n modeK=1 この結果、δ≧0と仮定すると、 ΔE(n)=M・K・δ となる領域が重なることになり、従来のような変
換コードのサンプル抜けを防止できる。なお、δ
≧0の場合には(4)式を用いることにより同様な結
果が導かれる。のような重なりを振幅レベルで示
した説明図である。これらの重なり部分はM、
K、δにより一義的に決まる。なお、このように
重なり部分は演算処理にあたつては削除する必要
があるが、解除すべき部分はM、K、δから容易
に求めることができる。
Then, the error E(n) in the resolution unit included in the nth point is E(n) = n・K・δ δ; The error in the frequency ratio is The relative error of point ) is ΔE(n) as follows: ΔE(n)=Δn・K・δ. The relative error ΔE between such sample points
(n) is ΔE(n)=M・K・δ, n modeK=1,...
K-2 −{(K-1)M-1}Kδ, n modeK=1 As a result, assuming that δ≧0, the regions where ΔE(n)=M・K・δ will overlap, and the conventional This can prevent samples from being omitted in conversion codes such as . In addition, δ
In the case of ≧0, a similar result can be obtained by using equation (4). FIG. 2 is an explanatory diagram showing an overlap as shown in the amplitude level. These overlapping parts are M,
It is uniquely determined by K and δ. Note that although it is necessary to delete the overlapping portion in the calculation process, the portion to be deleted can be easily determined from M, K, and δ.

このように構成することにより、周波数比の誤
差による変換コードの抜けを防止することがで
き、精度の高い測定が行える。
With this configuration, it is possible to prevent conversion codes from being omitted due to frequency ratio errors, and highly accurate measurements can be performed.

なお、DUT2に加えられる周波数fsの安定度
が比較的低い場合には、カウンタ9による周波数
測定値を演算制御部8に加えて帰還制御するよう
にしてもよい。
Note that if the stability of the frequency fs applied to the DUT 2 is relatively low, the frequency measurement value by the counter 9 may be added to the arithmetic control section 8 for feedback control.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、測定対
象A/D変換器に加えられる正弦波信号とクロツ
クの周波数比の誤差の影響を小さくして高精度の
試験が行えるA/D変換器試験装置が実現でき、
実用上の効果は大きい。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, a highly accurate test can be performed by reducing the influence of the error in the frequency ratio of the sine wave signal applied to the A/D converter to be measured and the clock. /D converter test equipment can be realized,
The practical effects are significant.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第2図は第1図の装置におけるサンプル点の説明
図、第3図および第4図は誤差の大きさが保証さ
れる重なり領域の説明図、第5図の従来の装置の
一例を示すブロツク図、第6図は測定対象A/D
変換器に加えられる入力信号とクロツクとの関係
を示す説明図である。 1……高純度正弦波発生器、2……測定対象
A/D変換器(DUT)、3……メモリ、4……ク
ロツク発生器、5……データ処理部、6……制御
ブロツク、7……演算部、8……演算制御部、9
……カウンタ。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention;
Fig. 2 is an explanatory diagram of sample points in the device of Fig. 1, Figs. 3 and 4 are explanatory diagrams of overlapping regions where the magnitude of error is guaranteed, and Fig. 5 is a block diagram showing an example of the conventional device. Figure 6 shows the measurement target A/D.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between an input signal applied to a converter and a clock. 1...High purity sine wave generator, 2...A/D converter to be measured (DUT), 3...Memory, 4...Clock generator, 5...Data processing section, 6...Control block, 7 ...Arithmetic section, 8...Arithmetic control section, 9
……counter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 高純度正弦波発生器から測定対象A/D変換
器に正弦波信号を加え、測定対象A/D変換器か
ら出力される変換データをメモリに格納し、メモ
リに格納された変換データを離散的フーリエ変換
することにより入力信号に相当する理想正弦波信
号の位相と振幅を求め、これら理想正弦波信号デ
ータと変換データとの誤差を求めるA/D変換器
試験装置において、 測定対象A/D変換器の試験内容に応じたサン
プルデータの分解能Nとサンプル波数Kが素の関
係を保ちかつ (N+1)/K=M(Mは整数) または (N−1)/K=M(Mは整数) の関係が成立するNとKを演算する手段と、 これらNとKの値に従つて fs=(K/N)fc により入力信号の周波数の値fsを演算しその演算
結果に応じて高純度正弦波発生器の出力周波数を
制御する手段とを設けたことを特徴とするA/D
変換器試験装置。
[Claims] 1. Applying a sine wave signal from a high-purity sine wave generator to an A/D converter to be measured, storing conversion data output from the A/D converter to be measured in a memory; In an A/D converter testing device, the phase and amplitude of an ideal sine wave signal corresponding to an input signal are determined by performing discrete Fourier transform on the converted data, and the error between these ideal sine wave signal data and the converted data is determined. , The resolution N of the sample data and the sample wave number K according to the test content of the A/D converter to be measured maintain a prime relationship, and (N+1)/K=M (M is an integer) or (N-1)/K = M (M is an integer) A means for calculating N and K that holds the relationship, and a means for calculating the frequency value fs of the input signal by fs = (K/N) fc according to the values of N and K. An A/D comprising means for controlling the output frequency of a high-purity sine wave generator according to a calculation result.
Converter testing equipment.
JP28158086A 1986-11-26 1986-11-26 Test equipment for a/d converter Granted JPS63135021A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5767327A (en) * 1980-10-15 1982-04-23 Nissin Electric Co Ltd Error testing device
JPS61103320A (en) * 1984-10-26 1986-05-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd A/D converter test method

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JPS63135021A (en) 1988-06-07

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