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DAC INL/DNL测试问题请教

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
请教前辈:
16bit DAC INL/DNL测试,输入加从0~65535的直流,使用6位半万用表测试输出电压。输出满幅1V,因此1lsb约为15uV。
当输入较低时,输出能够稳定在1uV不抖动,而当输入信号比较高,尤其是接近65535满幅时,使用万用表测得的输出抖动能有上百个uV,
超出了1lsb的精度。比如输出测得从960.080mV到960.220mV之间抖动。这样如何读取真实的数据呢?
为什么高输入的时候抖动会这么大呢?
谢谢。

自己顶一下

加个电容把热噪声滤除?

加电容试过没有效果。

可以先确定你的万用表测到的数据是准确的,比方说测一个已知非常精确的1V看是否有抖动。
然后要看你的 DAC 是什么结构的, 是R2R 还是 sigma delta的,我对DAC不是非常了解,但如果知道架构的话可以网上查查看是不是和架构本身有关。

另外可以看看power和reference是不是依然稳定在输出接近满幅的时候

是current-steering结构的DAC,测了reference,输出存在几十个uV的抖动。VDD抖动10uV左右的样子。这是不是就说明是由reference不稳所引起的呢?谢谢。

Vdd和reference是一方面。current steering的话就是有一堆switches和current sources, 各种thermal/flicker noise是免不了的。我猜测越接近full scale, turn on 的switch和电流源越多,所以noise也相应的上升,同时也解释了为什么当输出很小时noise很小,因为switch都是off的,也没有多少电流流过

感觉好像是这个原因。那如果是noise的问题,如何进行测试呢?flicker noise也不可能通过滤波器滤掉啊。

这要看你的application了,current steering一般都是用在高速信号上吧,要不然就不用这个架构了。如果你是为了测static INL/DNL的话大可average, 当然时间也不至于长到 flicker noise会产生多大的影响,主要还是看thermal noise floor.
nonlinearity确实是current steering DAC的一个大问题

你的单位电流源的尺寸大致是多少,是电路设计是没有充分考虑噪声问题吧。


谢谢,如果是average的话,需要自动测试吧?手动读万用表的读数就没办法平均了吧?
另外,你说的主要看thermal noise floor是什么意思啊?这个除了单独测试dac的底噪外还有什么需要关注的吗?

最低位lsb管子尺寸非常小0.5u/4u。

我说的thermal noise floor是指如果你能测 noise density, 在低频段会看到 flicker noise, 但是中高频段主要取决于 thermal noise, 这个floor指的是 noise density. 你所说的测底噪是测 V, 我指的是 V/sqrt(Hz), 是density.
普通的噪声测量会包含所有中高频的noise,但只要不是一次测个1分钟1小时之类,大多时候flicker noise看不到的。我的意思就是你测出来的noise (V) 主要是热噪声,不包含flicker noise。 尤其是current steering DAC用在AC信号中,更不应该考虑flicker noise

非常感谢。不过还是有点不明白的是,噪声测量不是直接使用频谱仪读取noise density吗,都是瞬时数据吧?不懂的是测量时间对flicker noise的noise density有什么影响呢?

你说的对,测量时间对Noise density不会有影响,只是通常比方说你用DMM这样average测,只是时域,这样的话测量时间越长,noise就会越大因为有flicker noise。
如果你用National Instruments的 PXI DMM测的话,是可以用电脑采集数据然后average的。很多手持DMM也会有average这个选项啊

明白了,多谢前辈!

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