QJ 3044-1998 半导体集成电路数 模转换器和模 数转换器测试方法.pdf
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1、中国黠天工业总公司航天工业行业棕准半导体集成电路QJ 3044 98 模数转换器和数模转换器测试方法I 范围I. I 主题内容本标准规定了半导体集成电路数模转换器(以下部称器,件,缩写DAC)和模数转换器(以下简称器件,缩写ADC)电参数的精试方法。I. 2 适用范围本标准适用于研棋生产单位和使用单位对半导体集成电路中提速DAC和ADC电参数的商试。2 引用文件GB 3431. 1-82 半导体集成电路文字符号电参数文字辛辛号GB 3431. 2 86半导体集成电路文字符号引出端功能符号GB 343弘一82半导体集成电路TTL电路那试方法的基本原理GB 3441-82 半导体集或电路ECL电路
2、测试方法的基本原理GB 3834 83 半导体集成电路10S电路测试的基本原理GB 9178-88 集成电路术语QJ 2614 94 高速A/D转换器动态特性割试方法3 定义本规高采用前术语和符号按GB9178,GB 3431. 1和GB3431. 2的理定和特号。4 一般要求4.1 对酒i试的要求4. I. I 若无特殊说明,攒试黠间,环境温度或参考点的温度铺离规定值的范围应符合被捕器件详细规菌的规定。4. I. 2 测试崩离,避免外界干扰对栩试精度的影llf号。到试设备引起的栩试误差应符合被测器件详细规菌的规定。4. I. 3 现自试期碍,被割器件应按器件详细规范的规定连接辅助电路。中国酷
3、天工且总公司199802 06挂准1998 08 01实施QJ 304垂984. I. 4 被翻器件与那试系统连接或新开时,不应超过器件前摄限使用条件。4. I. 5 若有特殊要求时,在按器件详细模范规定的颇序接通电嚣。4.2 对到武故器仪袤的要求4. 2. I 对数字电压表及标准直流电凉的要求如下:a.对DAC(或ADC)器件进行静态翻试时,既使层的数字电压表和标准直淀电攘的位数在不低于表1的规定p表I数字电压表DAC 1、位数待沸ADC位数标准直流电源一般视i过精密湖边3 3 3 4 3 4 6 3 4 7 4 5 8 4 5 9 4 5 10 5 6 11 5 6 12 5 6 13 5
4、 6 14 6 7 15 6 7 16 6 7 17 7 8 18 7 8 注,l)DAC和AC览的位数是二进制位数。b.对DAC(或ADC)进行静态栩试时,既使用的数字电压表和标准直流电摄的精度应比被捕器件的精度高一个数量级zc.对DAC(或ADC)进行静态滞试时,所使用的数字电压表和标准直流电掘应定期进行严格的检定和技准。4.2.2 对示波器鸪要求如下:a.对DAC(或ADC)进行测试时,所使用的示波器的Y轴灵敏度应高于待测DAC(或ADC)的LSB,其踉冲建立时泻应比输出数字信号的上升及下器时间至少快10倍;b.剖量DAC(或ADC)屑的示波器应定期进行精密的捡定和校准。2 QJ 304
5、垂984.2.3 对使展的其它直流电流表的误差要求如下:a.电参数指示用的电流表的误差不超过土1.5%; b.工作点指示用的电流表的误差不超过土2.5%0 4.2.4 对电掘的要求如下:a.割试中新嚣的主流电摞,其纹波系数不超过土0.5%;b.测试中所用的恒淀摞和稳E源前电流、电黠指定有更精密的要求外,在给定值的范围内的误差并不超过土2%。4.2.5 对信号源的要求如下:a.测试嚣的信号源的高低电乎应符合梧应系列逻辑电路的详细规范对信号高1f电平的要求;b.测试用的信号源的频率除捂定有更精密的要求外,其颜率稳定性应优于土1%。详细要求5.1 DAC的静态特性测试5.1.1 DAC静态功能5.
6、I. I. I 昌的在规定的割试条件及直流工作状态下,检随DAC将输入数字码转换为模拟输出量的能力。5. I. I. 2 现i试框EDAC静态功能的费试框图如图1所示。5 Vo RL DUT 数码发生器注,1)数字量接地端。2)模拟量接地端。3 因1现j过条件5. I. I. 3 QJ 3044-98 tl试期间,下野测试条件应符合器件详细规范的规定:a.环境温度zb.电摄电ffi;c.参考电ffi;d.输出端负载电盟:e.数字输入端逻辑电平。5. I. I. 4 酒过程序5. I. I. 4. 1 在规定的费试环境条件下,将被揭DAC接入揭试系统中。5. I. I. 4. 2 施加规定提电摄
7、电压和参考电压。5. I. I. 4. 3开关忌、S2断开。5. I. I. 4. 4 谓节输入码Dr,当丰窜入数码从全“。”变到全“1时用数字电压表现察输出是否得合器件详细规定的函数关系Ao=VREFDr(模拟量Ao可以是电压,也可以是电流)或用示波器检测既有模损输出波形是否正确。5. I. I. 5 注意事项遵守一般要求。5. I. 2 失调误差Eo5. I. 2. 1 目前在规定的回试条件下,割试模拟输出电压的实际起始值与理悲值之间的差道,以确定DAC的输出零点精度。5. I. 2. 2 那试在图Eo的割试框图如围1所示05. I. 2. 3迎。试制牛:赔试条件同5.1. 1. 3的现定
8、。5. I. 2. 4 那试程序5. I. 2. 4. 1 在规定的溅试环境温度下,将被揭DAC接入髓试系统中。5. I. 2. 4. 2 施加规定提电摄电压和参考电压。5. I. 2. 4. 3开关S1、S2新开。5. I. 2. 4. 4 在数字擒入端施加全匀乡码。5. I. 2. 4. 5在模拟输出端酒得电压Voo由下式计算求出Eo:或Eo102 ( %FSR) . ( 1) FSR Eo立(LSB) . (2) ISB 式中:VFSR理望、模拟电压范围pVLSB单位数码变化既对应的模报量的变化。4 5. 1. 3 增益误差EG5. 1. 3. 1 目前QJ 304垂98在规定的翻试条件
9、下将DAC的失调误差校正到零以后,测试实际模报输出满度值与理想、满度值之间的差毡,以确定DAC的满度输出佳的精度。5. 1. 3. 2 泪腻框图EG的测试框围如图1E哥示。5. 1. 3. 3泪i踹条件据试条件同5.1. 1. 3的规定。5. 1. 3. 4 测试程序5. 1. 3. 4. 1 在规定的湖试环境温度下,将被测DAC接入阔试系统中。5. 1. 3. 4. 2施加规定的电摄电压如参考电ff。5. 1. 3. 4. 3 在数字输出端施加全“。”码。5. 1. 3. 4. 4 开关S1闭合启立断开。将失调误差Eo调整为零。5. 1. 3. 4. 5在数字输入端施坦全“1”码。5. 1.
10、 3. 4. 6 在模报输出端楠得电压VF驭。由下式计算出EG:EG= V F飞VFSR10卢C%FSR). ( 3) v FSR 或EG=V VFSR (LSB). ( 4) Y LSR 5. 1. 3. 5 注意事项对于失调误差E。不可谓的DAC,在计算EG时应从Vm中减去失据误差Eoo5. 1. 4精度EA5. 1. 4. 1 韵在规定的iYltl试条件下,将DAC的失调误差和增益误差校准至零之后,满试实际转换挂曲线与理想转换特性曲线间的最大差值,以确定DAC在输出动态范噩内的最大偏差能否满足特性要求。5. 1. 4. 2 3睡眠框图EA的翻试框图如医1所示。5. 1. 4. 3 测试条
11、件商试条件同5.1. 1. 3的提定。5. 1. 4. 4 测试程序5. 1. 4. 4. 1 在规定的翻试环境温度下,将被阕DAC接人测试系统中。5. 1. 4. 4. 2 施加埋定的电摄电压租参考电压。5. 1. 4. 4. 3 开关S1闭合,S2断开,在数字输入端施加全“码,将失据Eo调整为零(前l绝对糯度时,此程序略)。5. 1.4.4 开关S2闭合在数字输入端施加全气”码,将增益误差EG调整为零(割绝对精度时,此程!芋略)。,. D QJ 3044-98 5. 1. 4. 4. 5 根据实际情况需要,选取适当组数的输入数码组合(见附录A参考件,在数字输入端施妇规定的逻辑电平,在模拟输
12、出端分别测得每一数码对应的电压。5. 1. 4. 4. 6 将5.1. 4. 4. 5测得前第一数属对应的电压与理嚣的每一数码对应的模拟输出电压相比较,取其偏差的绝对值最大者i6VA i阳。自下式计算求出EA:或5. 1. 5 线性误差ELI AV, I EA一丁102(%FSR).(5) FSR I /V I EA一丁?一空空(LSB) LSB 5. 1. 5. 1 目前在规定的割试条件下,测试实际转换特性曲线与最佳拟合直线的最大差值,以确定DAC转换点的实际模拟值与理想之差新能达到的最小极值。5. 1. 5. 2 测试在图EL的到试框图如00I既示。5. 1. 5. 3 预报条件商试条件同
13、5.1. 1. 3的提定。5. 1. 5. 4 预报程序5. 1. 5. 4. 1 在规定的环境温度下,将被捕DAC接入测试系统中。5. 1. 5. 4. 2 施加规定的电摄电压和参考电压。5. 1. 5. 4. 3 开关S1、S2监号开,接本标准第5.1. 4. 4. 3的现定拥得每一数码对应的电压。5. 1. 5. 4. 4 根据第5.1. 5. 4. 3的数据,按适当的数字方法稳定最佳拟合直线。5. 1. 5. 4. 5 将第5.1. 5. 4. 3的数据与5.1. 5. 4. 4的数据相比较,取其偏差的绝对值最大者l6VLI吨。自下式计算求出EL:或i生VLIEL一丁王102(%FSR
14、) (7) FSR I /VL I EL一王(LSB).(8) ISB 5. 1. 6 微分线性误差E皿5. 1. 6. 1 目前在规定的割试条件下,确定相邻两输入数码对应模拟输出电压之差的实际值与理想、佳lVLSB间的最大差值。5. 1. 6. 2 预报在图Ei:正的摊试框图如图IE吁示5. 1. 6. 3 泪慌条件商试条件同5.1. 4. 3的规定。5. 1. 6. 4 测试程序6 QJ 3044-98 5. I. 6. 4. 1 按本标准5.1. 4. 4. 1至5.1. 4. 4. 5的规定将1得每一数码对应的模报输出电压。5. 1. 6. 4. 2 计算两梧邻数码文才应的模割输出电压
15、之差,并与理想垣lVLsB相比较,取其偏差的绝对值最大者lVjlmaxo 出下式计算求出Er乱ZI AV;! EoL一三(LSB). . . (的V LSB 5. 1. 7 失理误差温度系教m5. 1. 7. 1 昌的在规定割试条件下,并在规定的温度莲围内,阕量单位温度变化所言起失调误差的变化量,以衡量DAC的温度稳定性。5.1.7.2 测试框图ClEo的测试框图如嚣1所示。5. 1. 7. 3 测试条件榄试条件同5.1. 1. 3的规定。5. 1. 7. 4 酒过程序5. 1. 7. 4. 1 在规定的环境温度(T1)下,按本标准5.1. 2. 4的提定攒得Eo(T川%FSR)05.1.7.
16、4.2 在规定的环境温度(T2)下,按本标准5.1. 2. 4的规定测得Eo(T2式%FSR)。自下式计算出ClEo:Ent朽、En,啊、0m= U(TZJ U之川 104 (ppm FSR ) . (10) T2-T1 5. 1. 8 增益误差渥度系教皿5. 1. 8. 1 昌的在规定的阔试条件下,并在规定的温度革理内,测试单位握度变化资引起的增益误差的变化量,以衡量DAC的温度稳定性。5. 1. 8. 2 那试框图EG的割试框图如嚣1所示。5. 1. 8. 3 测试条件榄试条件同5.1. 1. 3的理定。5. 1. 8. 4 那试程序5. 1. 8. 4. 1 在规定的环境温度(T1)下,
17、按本标准5.1. 3. 4的提定溅得EG(T川%FSR)05. 1. 8. 4. 2在规定的环境温度(T2)下,按本标准5.1. 3. 4的理定挺得EG(T川%FSR)。由下式计算出ClEG:E口rT?、E口、4他 T飞l04(ppmFSR/C). (11) 5. 1. 9 精度渥度系数EA5. 1. 9. 1 昌的7 QJ 3044-98 在规定的测试条件下并在规定的温度高围内,糖量单位温度变化所引起精度的变化量,以衡量DAC的温度稳定性。5. 1. 9. 2 到揣在国屯的割法框图如001 E号示。5. 1. 9. 3泪i腻条件随试条件同5.1.1.3的规定。5. 1. 9. 4 泪揣程序5
18、. 1. 9. 4. 1 在规定的环境温度(T1)下,按本标准5.1. 4. 4的规定洒得EA(T川%FSR)o5. 1. 9. 4. 2在规定的环境渥度(T2)下,按本标准5.1. 4. 4的提定7-9ltl得EA(T川%FSR)。自下式计算出EA:地EA(子;二Tl)104(ppm FSR Fe). (12) 5. 1. 10 续性误差温度系数EA5. 1. 10. 1 目前在规定的测试条件下并在规定的温度范堕内,割试单位温度变化所言起续性误差的变化量,以衡量DAC的温度稳定性。5. 1. 10. 2 刮过框围他的割试框图如图IE斤示。5. 1. 10. 3 刮过条件i费1试条件同5.1.
19、1.3的提定。5. 1. 10. 4 调j试程序5. 1. 10. 4. 1 在规定的环境温度(T1)下,按本标准5.1. 5.圣的规定割得EL从%FSR)05. 1. 10. 4. 2 在规定的环境握度下接本标准5.1. 5.兰的规定测得EL川%FSR)。自下式计算出EL:也E飞二Tl)104(ppmFSR/C) (13) 5. 1. 11 微分续性误差温度系数EDL5. 1. 11. 1 目前在规定的割试条件下,并在规定的温度范围内,测试单位渥度变化所引起微分续性瑛差变化量,以衡量DAC的温度稳定性。5. 1. 11. 2 测试框国铀的现!tl试框图如图1所示。5. 1. 11. 3 渭j
20、试条件f费1试条件同5.1.1.3的提定。5. 1. 11. 4 测试程序5. 1. 11. 4. 1 在规定的环境温度(T1)下,按本标准5.1. 6.圣的规定割得EDL(Tl)0 5. 1. 11. 4. 2 在规定的环境温度仔下,按本标准5.1. 6.兰的规定测得EDL(T2)0 8 QJ 3044-98 由下式计算出。EDL:EnrrT扩E陌fT1、飞7地DL=皿ZlTl)亨击1的ppmFSR/C) . (14) 5. I. 12 电酒电压灵敏度Ksvs5. I. 12. I 目前在境定的栩试条件下,栩试单位电摄电压变化,所引起模拟辑出电压的变化量,以衡量DAC的电压稳定性。5. I.
21、 12. 2测试在国Ksvs的拥试框图如图1所示。5. I. 12. 3 测试条件测试条件同5.1. 1. 3的规定。5. I. 12. 4潮试程序5. I. 12. 4. I 在规定的环境温度下,将被测DAC接入测试系统中。随加规定的电摄电压和参考电压。在数字输入端鹿加规定的逻辑电平(规定的数码),在模拟输出端摆得电压5. I. 12. 4. 2 5. I. 12. 4. 3 Yoo 5. I. 12. 4. 4 将电摄电压按现定变先L:,.V十。在模报输出端测得电压Voo 由下式计算求出Ksvs:(V o-Vo) 1 Ksvs= , 刀106(ppm FSR/V) (15) FSR L.:
22、!口(V o-Vo) 1 Ksvs= 0 .古?刘的姐姐V)“.(16) LSB L主审5. I. 12. 4. 5 按5.1. 12. 4的程序对其余组电据分别进行测试和计算Ksvso5. I. 13静态电漂电潦lo5. I. 13. I 目的输入全“。”码或“1”码时,在规定的鱼载下,随试经电漂端通过器件的电涯。5.1.13.2溃j试在图Io的梗tl试框图如图2所示。9 RL DUT GNDA 或GNDD 围2数码发生器QJ 3044-98 5. I. 13. 3 刮过条件f费1试条件同5.1. 1. 3的规定。5.1.13.4 剖试程序5. I. 13. 4. I 在规定的环境握度下,将
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