JPH0624320B2 - D/a変換器の試験方法及びその装置 - Google Patents

D/a変換器の試験方法及びその装置

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JPH0624320B2
JPH0624320B2 JP60273304A JP27330485A JPH0624320B2 JP H0624320 B2 JPH0624320 B2 JP H0624320B2 JP 60273304 A JP60273304 A JP 60273304A JP 27330485 A JP27330485 A JP 27330485A JP H0624320 B2 JPH0624320 B2 JP H0624320B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディジタル信号をアナログ信号に変換するD/
A変換器の試験装置に係り、特に、変換速度の高い領域
でも高精度に動特性を試験するのに好適なD/A変換器
の試験装置に関する。
〔発明の背景〕
近年コンピュータ端末の高精細ディスプレイやディジタ
ルTVなどにおいて、ディジタルデータをビデオ信号に
変換して出力する高速D/A変換器の開発、製品化が活
発化している。これに対処して、これらのD/A変換器
の高速な周波数域での変換特性、すなわち動特性を高精
度に自動処理で試験することのできる試験装置の開発が
要望されている。
従来、D/A変換器の直線性試験方法として特開昭58-1
72560号公報に記載のものがある。第4図、第5図によ
りその概要を述べる。第4図のブロック構成図におい
て、クロック発生器1から出力するクロックを計数器2
でカウントし、被試験D/A変換器3は計数器2の計数
出力を入力に受けてD/A変換する。被試験D/A変換
器3から出力されるアナログ信号は標準A/D変換器4
に入力され、クロックと同一レートで制御部5から出力
されるA/D変換命令によりディジタル信号に変換さ
れ、制御部5に送られる。制御部5で、期待値と、標準
A/D変換器4で得られた値とを比較して被試験D/A
変換器3の特性を評価する。第5図はその時の主要信号
のタイミングチャートを示したものである。尚、第5図
中の波形を上から順に(a)、(b)、(c)と特定す
る。(a)はクロツク発生器1の出力、(b)は被試験
D/A変換器の出力、(c)は制御部5から標準A/D
変換器4に与えられる変換命令パルスである。計数クロ
ツクに同期して計数器2は+1インクリメントのディジ
タルデータを出力する。このディジタルデータに応じて
被試験D/A変換器3は単調増加するアナログ信号を出
力する。そしてアナログ信号のステップごとにA/D変
換命令を出力してアナログ信号を標準A/D変換器4に
よりディジタルデータに変換する。
ここでわかるように標準A/D変換器4は被試験D/A
変換器3と同一の速度で動作させている。この構成で標
準A/D変換器4は被試験D/A変換器3より高精度の
もの(ビット数の高いもの)を用いる必要があるが、一
般的にD/A変換器とA/D変換器では、D/A変換器
の方が、速度、分解能とも上位にある。したがって、第
4図の従来構成で測定精度を保とうとすると変換速度を
上げることができず、被試験D/A変換器3の高速域で
の特性試験に適用できないという問題があつた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、従来技術での上記した問題点を解消
し、標準A/D変換器の測定精度を高く保ちながら、被
試験D/A変換器の高速域での特性試験を可能とするD
/A変換器試験装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明では、上記目的を達成するために、被試験対象の
D/A変換器に対して任意の試験ディジタルデータを供
給し、該D/A変換器の出力アナログ信号をA/D変換
器により逆変換し、該逆変換して得たディジタルデータ
を記憶し、ディジタル処理をするD/A変換器の試験方
法であって、試験信号振幅の分解能に関して被試験対象
であるD/A変換器の分解能よりも高い分解能でA/D
変換器をするとともに、試験信号の時間軸の分解能に関
して該D/A変換器の動作周波数よりも低い周波数で、
等価的に該D/A変換器の分解能よりも高い分解能のA
/D変換を行い、さらに、上記ディジタル処理の中で、
該A/D変換により得られたディジタルデータを予め設
定されたアルゴリズムにしたがって並び換えた上で特性
評価を行うD/A変換器の試験方法に特徴がある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図により説明する。
第1図は本発明の実施例ブロック構成図を示し、6はパ
タン発生器、3は被試験D/A変換器、4は標準A/D
変換器、7はメモリ、8は計算機、9は第1のクロック
発生器、10は第2のクロック発生器、11、12はそれぞれ
周波数シンセサイザ、13は基準発振器である。
周波数シンセサイザ(I)11から出力される周波数F
DAの信号は第1のクロック発生器(I)9によって波
形成形され周波数FDAのクロックとしてパタン発生器
6と被試験D/A変換器3に供給され、パタン発生器6
はFDAに同期してディジタルパタンを繰返して被試験
D/A変換器3に供給する。被試験D/A変換器3は供
給されるディジタルパタンに応じたアナログ信号をF
ANの周波数で出力する。この時のFANは、ディジタ
ルパタンデータの発生サイクルにより、n種類のデータ
を繰返し出力する場合FAN=FDA/nで規定され
る。一方、周波数シンセサイザ(II)12から出力される
周波数FADの信号は第2のクロック発生器(II)10に
よって波形整形され、周波数FADのクロックとして標
準A/D変換器4とメモリ7に供給され、被試験D/A
変換器3から出力される周波数FANのアナログ波形を
標準A/D変換器4によって再びディジタルデータに変
換してメモリ7に記憶させる。こうして取込まれたデー
タを計算機8によって解析評価することで被試験D/A
変換器3の特性を試験する。
なお、周波数シンセサイザ(I)11、(II)12は高安定
な基準発振器13を共通の信号源とすることにより安定度
を高めている。すなわち、各々のシンセサイザを単独で
動作させてそれぞれの設定値の変動があった場合には、
相対的な周波数の変動が発生して測定精度の劣化を引き
起こすが、これに対して、各々のシンセサイザの発振源
を共通化するなら、周波数変動があっても発振源が共通
であるため、相対的なズレはなくなり精度の劣化は起こ
らない。
ここで被試験D/A変換器3を最高レートで試験するこ
とと、標準A/D変換器4を高精度域で動作させること
と、さらにサンプリングデータ密度を向上することとを
同時に実現するためには、FDA、FADの周波数関係
を、M、Nを互いに素の数として FAD=FAN×N/M (1) FAN=FDA/n (2) の関係式となるように設定する必要がある。
式(1)、(2)の関係を第2図で説明する。以下、第
2図中の波形を上から順に(a)、(b)、(c)、
(d)と特定する。第2図において、(a)は被試験D
/A変換器の出力波形の一例を示し、3ビット(8レベ
ル)分解能のD/A変換器を例に“000”から“11
1”まで1レベルずつ8段階増加させた場合の繰返し波
形を示している。この時の変換レートはFDAで、繰返
し波形の周波数FANは(2)式に示すように、n=8
の場合に相当するので、FAN=FDA/8である。
(b)は被試験D/A変換器の出力を再びディジタル量
に変換するための標準A/D変換器の変換クロックで周
波数はFADである。この時のA/D変換データを
(c)に示すが、標準A/D変換器は被試験D/A変換
器より分解能の高い4ビットのものを例にしている。
第2図のようにFAD、FDA、FANの周波数関係を
式(1)、(2)に従って設定すれば、標準A/D変換
器でサンプリングしたN=16個の点において、繰返し波
形に対して全て異なる点でのデータが得られることにな
る。しかし、(c)のようにサンプルされたデータは配
列がランダムであり、このままでは原波形を予想するこ
とは困難であるが、(d)に示すように、並べ換えるこ
とによって原波形に戻すことが可能となる。並べ換えの
アルゴリズムは (x×M)Mod N=W (3) J=x(ただしW=1) A=(i×J)Mod N (4) の(3)式においてxを0から1ずつ変えてWが“1”
になる時のxの値をJとして(4)式に代入する。
(4)式のiは第2図(d)のサンプルデータの括弧
( )内の数値に対応し、Aは括弧( )内数値の下
の値、すなわち、iの値に対応するデータの並べ換え前
のメモリのアドレスを示す。この(4)式のiに“0”
から順次代入してAを求め、第2図(d)のように並
べ換えを行う。第2図においてはN=16、M=9で
(3)式に代入するとJ=9となり i=0:A=0,i=1:A=9 となる。ここで(2)式を(1)式に代入すると FAD=FDA×N/(M×n) (5) となり、第2図の例ではFAD≒0.2×FDAとなって
標準A/D変換器の変換クロツクは、被試験D/A変換
器のそれと比較して約1/5と低くすることができる。ま
た式(1)、(2)による周波数関係とデータの並べ換
え操作により等価的にFDAより速いクロックでサンプ
ルしたことになり、第2図の例では2倍のFDAでサン
プルしたことと等価となる。
次に、本発明の他の実施例を第3図によって説明する。
以下、第3図中の波形を上から順に(a)、(b)、
(c)、(d)、(e)、(f)と特定す。第2図実施
例では被試験D/A変換器に供給するディジタルデータ
として、第2図(a)のような1ステップ毎に単調に増
加するデータを選んだが、実際の使用時にはこのような
パタンは少ない。また、このような単調増加のパタンで
は被試験D/A変換器に対してあまりきびしい試験にな
らない。そこで、第3図(a)のようなパタンを並べ換
え操作により第3図(b)のように並べ換えることによ
って被試験D/A変換器がきびしい動作となるディジタ
ルパタンとなる。第3図(b)のパタンは、(a)のよ
うな3ビットD/A変換器において、“000”から
“111”まで+1ずつ8ステップ(=N)変化する
繰返しパタンを3個飛びで抜き出した、すなわち、
、Nの関係で並べ換えたものである。このような
パタンが入力される被試験D/A変換器のアナログ出力
を標準A/D変換器によって再びディジタルデータに変
換する。この時のデータ点数、周波数等は、n=8、M
=5の被試験D/A変換器出力を標準A/D変換器に
よってN=8個サンプルした場合を示している。すな
わち、FAN=FDA/n=FDA/8、FAD=F
AN×N/M=FDA/5となり、標準A/D変換
器は被試験D/A変換器の変換レートに比べ十分低い周
波数でサンプリングできる。
しかし、上述のような関係式でサンプルされたディジタ
ルデータは第3図(d)のような形となり、第3図
(a)の原データとは並びが異なる。そこで第2図実施
例の場合と同様に、サンプルしたデータを第3図
(e)、第3図(f)のように並べ換えて第3図(a)
の原データと同様な波形データを再生する必要がある。
それには、まず第3図(d)のデータを第3図(e)の
ように並べ換えて第3図(d)と同様の波形データを再
生する(データの一次並べ換え)。データの並べ換えは
(3)式にM、Nを代入してJを求めその値を
(4)式に代入して行う。
次に第3図(e)から第3図(f)への並べ換え(デー
タの二次並べ換え)は、(3)式にM、Nを代入し
てJを求めその値を(4)式に代入して行う。
以上によって被試験D/A変換器に対してはきびしい試
験となるが、標準A/D変換器は負担の少ないサンプリ
ングが可能となる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、被試験D/A変換器の変換速度に対し
標準A/D変換器の変換速度を低くすることが可能とな
るため標準A/D変換器の高測定精度を保ちながら被試
験D/A変換器の最高速域での試験ができるようにな
り、また、データの並べ換えによって被試験D/A変換
速度より等価的に高い速度でA/D変換した値が得ら
れ、より高い精度での試験が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロック構成図、第2図は
第1図実施例の動作説明用の信号タイムチャート、第3
図は本発明の他の実施例の動作説明用の信号タイムチャ
ート、第4図は従来例のブロック構成図、第5図は第4
図従来例の動作説明用の信号タイムチャートである。 3……被試験D/A変換器 4……標準A/D変換器、6……パタン発生器 7……メモリ、8……計算機 9……第1のクロック発生器 10……第2のクロック発生器 11、12……周波数シンセサイザ 13……基準発振器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被試験対象のD/A変換器に対して任意の
    試験ディジタルデータを供給し、該D/A変換器の出力
    アナログ信号をA/D変換器により逆変換し、該逆変換
    して得たディジタルデータを記憶し、ディジタル処理を
    するD/A変換器の試験方法であって、試験信号振幅の
    分解能に関して被試験対象であるD/A変換器の分解能
    よりも高い分解能でA/D変換をするとともに、試験信
    号の時間軸の分解能に関して該D/A変換器の動作周波
    数よりも低い周波数で、等価的に該D/A変換器の分解
    能よりも高い分解能のA/D変換を行い、さらに、上記
    ディジタル処理の中で、該A/D変換により得られたデ
    ィジタルデータを予め設定されたアルゴリズムにしたが
    って並び換えて入力信号波形を再生する上で特性評価を
    行うことを特徴とするD/A変換器の試験方法。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載のD/A変換器
    の試験方法において、 上記被試験対象のD/A変換器は、周波数FDAのクロ
    ックにより動作し、該クロックに同期する試験信号の同
    一パタンの少なくともM個のアナログ波形信号を繰り返
    し出力することとし、 上記A/D変換器は、周波数FADのクロックにより動
    作し、上記M個のアナログ波形信号を1/FADの時間
    間隔ごとにN(MとNは互いに素の数)個の点でディジ
    タル変換することとし、かつ、 上記アナログ波形信号の1サイクルは、クロック信号F
    DAによりn個のきざみ数を有するものとし、これによ
    り、 上記A/D変換器の動作周波数FADを、上記D/A変
    換器の動作周波数FDAとの間で、 FAD=FDA×N/(M×n) の関係になるよう設定することを特徴とするD/A変換
    器の試験方法。
  3. 【請求項3】被試験対象のD/A変換器の変換速度を規
    定する変換クロック発生手段と、該D/A変換器へ任意
    の試験ディジタルデータを供給する試験データ発生手段
    と、該D/A変換器の出力アナログ信号をA/D変換器
    により逆変換して得たディジタルデータを記憶し計算機
    によってディジタル処理を行う手段とを有するD/A変
    換器の試験装置であって、試験信号振幅の分解能に関し
    て被試験対象であるD/A変換器の分解能よりも高い分
    解能でA/D変換をするとともに、試験信号の時間軸の
    分解能に関して該D/A変換器の動作周波数よりも低い
    周波数で、等価的に該D/A変換器の分解能よりも高い
    分解能のA/D変換を行い、さらに、上記ディジタル処
    理の中で、該A/D変換により得られたディジタルデー
    タを予め設定されたアルゴリズムにしたがって並び換え
    て入力信号波形を再生する上で特性評価を行うことを特
    徴とするD/A変換器の試験装置。
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JPS58174861A (ja) * 1982-04-07 1983-10-13 Sony Tektronix Corp アナログ・デジタル変換器の特性測定装置
JPS58219465A (ja) * 1982-06-15 1983-12-20 Toshiba Corp D/aコンバ−タ用試験装置

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