JPH0567971A - 履歴用記憶回路を備えたａ／ｄ変換器用測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＤＵＴ１０の遷移点電圧を得るまでの経過を
記録・解析し、最適条件でＤＵＴ１０を試験する。 【構成】 測定されるＤＵＴ１０に入力電圧を与える高
精度Ｄ／Ａ変換器１と、ＤＵＴ１０からの出力コードを
受け、その結果の処理と帰還制御をする処理部２と、処
理部２から出力されるデータを記憶する記憶回路３と、
記憶回路３の内容を読み出し、解析操作をするコンピュ
ータ装置４と、ＤＵＴ１０と処理部２にトリガ信号を送
り、時間的制御をするタイミング発生部５とを備え、Ｄ
ＵＴ１０の遷移点電圧測定値を得るまでの経過を記憶回
路３に記憶し、記憶回路３の内容をコンピュータ装置４
で処理・表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】Ａ／Ｄ変換器の性能を評価する場
合、各出力コードの変化点に相当する入力電圧（遷移点
電圧）を測定しなければならない。このため、Ａ／Ｄ変
換器用測定装置には、隣り合う出力コードの出力が均等
となるように入力電圧を制御する機構が必要とされる。
この発明は、遷移点電圧を得るまでの出力コードと入力
電圧の関係を記録・解析することによって、最適な制御
を達成し、測定時間を短縮するＡ／Ｄ変換器用測定装置
についてのものである。

【０００２】

【従来の技術】次に、従来技術によるＡ／Ｄ変換器用測
定装置の構成図を図４により説明する。図４の７は積分
型電圧計、８は可変電圧源、９はディジタル比較器、１
０は測定されるＡ／Ｄ変換器（以下、ＤＵＴという。）
である。図４によりＤＵＴ１０の遷移点電圧が測定され
る。図４はアナログ方式によるＤＵＴ１０の遷移点電圧
測定回路である。

【０００３】図４のＡ点の電圧は、ＤＵＴ１０の出力コ
ードと、対象とする遷移点コードを比較するデジタル比
較器９の判定結果によって出力電圧の掃引方向が切り換
わる可変電圧源８から供給される。可変電圧源８は、判
定結果が（出力コード＜遷移点コード）の場合は、入力
電圧を大きくする方向に働き、判定結果が（出力コード
≧遷移点コード）の場合は、入力電圧を小さくする方向
に働く。

【０００４】次に、図４の波形図を図５により説明す
る。図５は図４のＡ点の波形図であり、電圧波形の平均
値は遷移点電圧に等しくなる。したがって、積分型電圧
計７により遷移点電圧を測定することができる。遷移点
は（２のｎ乗−１）点（ｎは変換器の分解能）あり、全
点を測定するには１点当たりの測定時間の（２のｎ乗−
１）倍が必要になる。図４により出力電圧を正確に測る
ためには、図５に示す波形の振幅を小さくするととも
に、電圧計７の積分時間を長くする必要がある。このた
め、測定時間が長くなる。

【０００５】次に、従来技術による他のＡ／Ｄ変換器用
測定装置の構成図を図６により説明する。図６の１１は
高精度Ｄ／Ａ変換器、１２は処理部である。図６は図４
の可変電圧源７を高精度Ｄ／Ａ変換器１１としたもので
あり、ディジタル方式によるＤＵＴ１０の遷移点電圧測
定回路である。図６では、高精度Ｄ／Ａ変換器１１に可
変電圧源７のような動作をさせることによって、同じよ
うな電圧出力を得ることができる。しかし、図６のＢ点
の電圧を積分型電圧計で測定したのでは、測定時間が短
くならない。そこで通常は、高精度Ｄ／Ａ変換器１１の
測定値より直接遷移点電圧を求める。これにより、電圧
計を省略することができるが、高精度Ｄ／Ａ変換器１１
の出力は、ノイズ分布を表現したような値をとるので、
遷移点電圧の値を得るには、それぞれの入力電圧と出力
コードより統計的に処理をして求めなければならない。
図６の処理部１２は、高精度Ｄ／Ａ変換器１１の電圧設
定と統計的処理をする部分である。

【０００６】図６で遷移点電圧を高速に測定するには、
なるべく少ない回数で、真の電圧値を得ることが必要で
あるが、測定回数と精度は相反する関係にあり、最適な
条件を求める必要がある。必要な精度を確保し、測定回
数を最小限にとどめるためには、Ｂ点の電圧をすみやか
に遷移点近傍に移動させ、図７のように電圧を変化さ
せ、ある程度の数の出力コードを得なければならない。

【０００７】図６で、最適測定条件を得ようとすると、
出力コードと入力電圧の関係を記録できる他の装置を用
意し、その結果から類推するか、または再現性のある遷
移点電圧が得られるように条件を変えてみる試行錯誤的
操作が必要となる。また、このような操作で測定しても
最適条件の設定には時間がかかり、実際に最適条件にな
っていることが確認できない。これまで説明したとお
り、ＤＵＴ１０を高速・高精度な最適条件で測定しよう
とすると、どれかの面で不満足な結果しか得られないこ
とがわかる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ｎビットの分解能をも
つＡ／Ｄ変換器は（２のｎ乗−１）の遷移点をもってお
り、その性能の評価には、全遷移点の測定が必要であ
る。このため、１点当りの測定時間がわずか違うだけで
も、１個の変換器の評価に要する時間は大幅に変り、遷
移点の測定には精度と速度の最適化が必要である。図４
や図６には、このような最適化をするための機能が組込
まれておらず、測定装置だけで最適な条件を見つけるこ
とが困難である。

【０００９】この発明は、図６に記憶回路、コンピュー
タ装置及びタイミング発生部を加えることにより、遷移
点電圧を得るまでの経過を記録・解析し、最適条件でＤ
ＵＴ１０を試験することができるＡ／Ｄ変換器用測定装
置の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明では、測定されるＤＵＴ１０に入力電圧を
与える高精度Ｄ／Ａ変換器１と、ＤＵＴ１０からの出力
コードを受け、その結果の処理と帰還制御をする処理部
２と、処理部２から出力されるデータを記憶する記憶回
路３と、記憶回路３の内容を読み出し、解析操作をする
コンピュータ装置４と、ＤＵＴ１０と処理部２にトリガ
信号を送り、時間的制御をするタイミング発生部５とを
備え、ＤＵＴ１０の遷移点電圧測定値を得るまでの経過
を記憶回路３に記憶し、記憶回路３の内容をコンピュー
タ装置４で処理・表示する。

【００１１】

【作用】次に、この発明によるＡ／Ｄ変換器用測定装置
の構成図を図１により説明する。図１の１は高精度Ｄ／
Ａ変換器、２は処理部、３は記憶回路、４はコンピュー
タ装置、５はタイミング発生部、６は制御用バスであ
る。

【００１２】記憶回路３は、ＤＵＴ１０からの出力コー
ドと、そのとき入力されている電圧（具体的には、高精
度Ｄ／Ａ変換器１の入力コード）を一対の値として記憶
しており、この値は、処理部２により、時系列的順序に
従って記録される。処理部２は、ＤＵＴ１０の出力コー
ドと、そのときの高精度Ｄ／Ａ変換器１の設定コードを
１回のサイクルごとに記憶回路３に書き込む。処理部２
のサイクル当りの処理速度は、ＤＵＴ１０の処理速度以
上でなければならないので、これによって、測定できる
変換レートが決定される。処理の高速化には、処理部２
の速度向上とハードウエアの高速性の確保が必要である
が、図１の構成は高速応答ができ、記憶回路３とのイン
ターフェースも容易であることから、記憶回路３の追加
による処理速度の低下は問題にならない。

【００１３】次に、記憶値を利用し、最適条件を得る解
析的操作が必要になるが、それぞれ各サイクルの値は、
記憶回路３に記録されているので、一連の測定が終了し
た時点で記憶回路３から読み出し、変化の経過を図示す
れば、わずかな試行錯誤によって最適条件に近づけるこ
とができる。表示については、システムに備わっている
コンピュータか、または、一般的なパーソナルコンピュ
ータを使用することができる。また、記憶回路３の容量
についても、全遷移点の経過を記録する必要はないの
で、わずかな費用で実現することができる。

【００１４】次に、図１を説明する。タイミング発生部
５は、ＤＵＴ１０に変換の開始等の信号を送り、処理部
２にはＤＵＴ１０の出力データの取り込み等の制御信号
を出力する。処理部２は高精度Ｄ／Ａ変換器１に電圧値
をあらかじめ設定しており、この信号を受けてＤＵＴ１
０の出力コードを取り込む。出力コードは、設定電圧値
とともに記憶回路３に書き込まれ、処理部２はさらに次
の電圧値を高精度Ｄ／Ａ変換器１に設定する。タイミン
グ発生部５と処理部２は、このようなサイクルをあらか
じめ設定された回数実行し、遷移点の値を計算するに必
要な回数を測定する。

【００１５】処理部２は、これら一連の出力データと設
定電圧から遷移点の電圧を計算する。さらにこれらの測
定と計算を（２のｎ乗−１）回（ｎはＤＵＴ１０の分解
能）実行し、全遷移点の値を得る。記憶回路３は、この
うち解析の必要な部分だけを記憶し、全点の測定終了
後、読み出して解析する。測定に必要な各部の設定は、
制御用バス６を用いて、コンピュータ４からあらかじめ
設定される。

【００１６】解析をする場合は、コンピュータ４によ
り、制御用バス６を用いて記憶回路３からデータを読み
出し、コンピュータ４に付属する表示器４Ａにより、デ
ータのグラフを表示する。

【００１７】次に、表示器４Ａの表示例を図２により説
明する。コンピュータ４と記憶回路３を用いることによ
って、さまざまな表示をすることができるが、次にその
応用例を示す。図３は、遷移点電圧近傍のノイズ分布の
表示例である。この表示に必要な一連の出力データを得
るには、ＤＵＴ１０の設定電圧を固定し、決められた回
数の変換を実行し、出現回数を記憶する。これを遷移点
近傍の必要な電圧についてすべて実行する。動作は、処
理部２のプログラムをわずか変えればよく、図１の構成
をそのまま使用することができる。

【００１８】

【発明の効果】この発明によれば、従来のＡ／Ｄ変換器
用測定装置に記憶回路を加えているので、遷移点電圧を
得るまでの経過を記録・解析することができ、最適条件
でＤＵＴを試験することができる。また、コンピュータ
装置の解析により、デバック時の操作性の向上、効率化
を図ることができる。さらに、記憶回路は従来回路を少
し変えるだけ追加できるので、安価に実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるＡ／Ｄ変換器用測定装置の構成
図である。

【図２】図１の入力電圧と出力データの関係を示すグラ
フである。

【図３】遷移点近傍のノイズ分布状態を示す図である。

【図４】従来技術によるＡ／Ｄ変換器用測定装置の構成
図である。

【図５】図４のＡ点の波形図である。

【図６】従来技術による他のＡ／Ｄ変換器用測定装置の
構成図である。

【図７】図６のＢ点の波形図である。

【符号の説明】

１ 高精度Ｄ／Ａ変換器 ２ 処理部 ３ 記憶回路 ４ コンピュータ装置 ５ タイミング発生部 ６ 制御用バス １０ ＤＵＴ（測定されるＡ／Ｄ変換器）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定されるＡ／Ｄ変換器(10)に入力電圧
   を与える高精度Ｄ／Ａ変換器(1) と、 Ａ／Ｄ変換器(10)からの出力コードを受け、その結果の
   処理と帰還制御をする処理部(2) と、 処理部(2) から出力されるデータを記憶する記憶回路
   (3) と、 記憶回路(3) の内容を読み出し、解析操作をするコンピ
   ュータ装置(4) と、 Ａ／Ｄ変換器(10)と処理部(2) にトリガ信号を送り、時
   間的制御をするタイミング発生部(5) とを備え、 Ａ／Ｄ変換器(10)の遷移点電圧測定値を得るまでの経過
   を記憶回路(3) に記憶し、記憶回路(3) の内容をコンピ
   ュータ装置(4) で処理し、表示することを特徴とする履
   歴用記憶回路を備えたＡ／Ｄ変換器用測定装置。