[发明专利]A/D转换器的测试装置以及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及A/D转换器的测试技术。

背景技术

以将模拟电压转换成数字代码为目的来利用A/D转换器。理想的A/D转换器是生成相对于模拟电压而呈线性变化的数字代码。然而，实际的A/D转换器有时会有转换误差的情况，其结果是，有时会有数字代码以线性方式而无法追随模拟电压的情况。

图1(a)、图1(b)是用于说明3位的A/D转换器的非线性误差的图。用虚线(I)来表示理想的A/D转换器的转换特性。如图1(a)的实线(II)所示，实际的A/D转换器的转换特性具有转换误差。在图1(a)中，所有的数字代码D_OUT相对于模拟电压V_IN均为单调增加，所有的数字代码D_OUT均会发生。对此，如图1(b)所示，还可能有某一数字代码D_OUT未发生，数字代码D_OUT相对于模拟电压V_IN未进行单调增加的情况。

为了检查A/D转换器是否具有如规格所示的性能，而测定微分非线性误差(DNL)、积分非线性误差(INL)等。图2是表示比较技术所涉及的A/D转换器的测试系统1002的框图。任意波形发生器1010对作为被测试设备(DUT)1的A/D转换器，提供具有阶梯状变化的波形(斜坡波形)的模拟电压V_IN。然后通过采集单元1006，来采集模拟电压V_IN和A/D转换器的数字输出D_OUT之间的关系，并检测在数字代码D_OUT发生变化时的模拟电压V_IN。由此，能测定出图1(a)、图1(b)所示的转换特性。

发明内容

发明所要解决的课题

在测试系统1002中，将斜坡状的模拟电压V_IN的等级数设定为，大于A/D转换器1的等级数(代码数)。具体而言，需要使模拟电压V_IN以A/D转换器1的等级数的8～16倍的阶跃数进行变化。因此，在现有的测试系统1002中，就需要非常长的测试时间。

另外，由于A/D转换器1的输入电压范围(全量程电压范围)也有误差，因而需要将模拟电压V_IN的振幅设定为要宽于A/D转换器1的输入电压范围的设计值，由此测试时间将会进一步变长。由于较长的测试时间就意味着测试成本的增加，因而优选测试时间较短。

本发明是鉴于这种课题而完成的，其某一实施方式的目的之一在于，缩短A/D转换器的测试时间。

用于解决课题的手段

本发明的某一实施方式涉及N位(N是自然数)的A/D转换器的测试装置。

该测试装置包括：电压生成部，其对A/D转换器输出2^N等级的模拟电压；采集单元，其对各等级中的A/D转换器的输出代码进行采集；信号处理部，其将在各等级中所采集的输出代码与对应的期望值代码进行比较，根据比较结果对各等级的模拟电压的值进行校正，并使校正后的模拟电压输出到电压生成部。

该测试装置通过反复进行每当采集了A/D转换器的输出代码，就校正模拟电压，并采集与校正后的模拟电压相对应的A/D转换器的输出代码这一处理，从而使各等级的模拟电压逐渐接近于A/D转换器的阈值电压。根据该实施方式，能够以少于现有测试装置的采集次数对A/D转换器的转换点进行检测，并能够缩短测试时间。

信号处理部可以在第i次(i是自然数)的校正处理中，根据在某等级中所采集的输出代码与对应的期望值代码的比较结果，使该等级的第(i+1)次的模拟电压减小或者增大。

在模拟电压的邻接等级的初始状态下的电位差均为ΔV，信号处理部可以在第i次(i是自然数)的校正处理中，根据在某等级中所采集的输出代码与对应的期望值代码的比较结果，使该等级的第(i+1)次的模拟电压减小或增大ΔV/2ⁱ。

由于在现有的测试装置中，以1/2^M-1LSB的分辨率来检测变化点(阈值电压)，因而所需要的输出代码的采集次数总计为2^N×2^M-1次，与此相对，根据本实施方式，输出代码的采集次数仅仅为2^N×M次就足矣。

信号处理部可以反复进行模拟电压的校正处理，直到获得所希望的分辨率为止。