【航天工业行业标准(QJ)】 半导体集成电路数/模转换器和模/数转换器测试方法

中国航天工业总公司航天工业行业标准QJ 3044—98
半导体集成电路数/模转换器和
模/数转换器测试方法
1998—0206 发布
中国航天工业总公司
1998－08－01实施
1范围
2引用文件
3定义
4一般要求Www.bzxZ.net
5详细要求
附录A10位DAC误差测试示例（参考件）附录B12位ADC误差测试示例（参考件）次
中国航天工业总公司航天工业行业标准半导体集成电路
模/数转换器和数/模转换器测试方法1范围
1.1主题内容
QJ3044-98
本标准规定了半导体集成电路数/模转换器（以下简称器件，缩写DAC)和模/数转换器(以下简称器件，缩写ADC)电参数的测试方法。1.2适用范围
本标准适用于研制生产单位和使用单位对半导体集成电路中低速DAC和ADC电参数的测试。
2引用文件
GB3431.1一82半导体集成电路文字符号电参数文字符号GB3431.2--86半导体集成电路文字符号引出端功能符号GB3439一82半导体集成电路TTL电路测试方法的基本原理GB3441一82半导体集成电路ECL电路测试方法的基本原理GB3834一83半导体集成电路CMOS电路测试的基本原理GB9178-88集成电路术语
QJ2614一94高速A/D转换器动态特性测试方法3定义
本规范采用的术语和符号按GB9178、GB3431.1和GB3431.2的规定。4一般要求
4.1对测试的要求
4.1.1若无特殊说明，测试期间，环境温度或参考点的温度偏离规定值的范围应符合被测器件详细规范的规定。
4.1.2测试期间，避免外界干扰对测试精度的影响。测试设备引起的测试误差应符合被测器件详细规范的规定。
4.1.3测试期间，被测器件应按器件详细规范的规定连接辅助电路。中国航天工业总公司1998—02-06批准1998—08--01实施
a对DAC(或ADC)器件进行静态测试时，所使用的数字电压表和标准直流电源的位4.1.4被测器件与测试系统连接或断开时，不应超过器件的极限使用条件。4.1.5若有特殊要求时，应按器件详细规范规定的顺序接通电源。QJ3044-98
4.2.1对数字电压表及标准直流电源的要求如下，表1
4.2对测试仪器仪表的要求
数应不低于表1的规定；
精密测试
标准直流电源
数字电压表
一般测试
b.对DAC(或ADC)进行静态测试时，所使用的数字电压表和标准直流电源的精度应C.对DAC（或ADC)进行静态测试时，所使用的数字电压表和标准直流电源应定期进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7
ADC)的LSB，其脉冲建立时间应比输出数字信号的上升及下降时间至少快10倍；8
b.测量DAC(或ADC)用的示波器应定期进行精密的检定和校准。7
注：1)DAC和ADC的位数是二进制位数。比被测器件的精度高一个数量级，4.2.2对示波器的要求如下：
行严格的检定和校准。
QJ3044-98
4.2.3对使用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士1.5%；b.工作点指示用的电流表的误差不超过士2.5%。4.2.4对电源的要求如下：
a：测试中所用的直流电源，其纹波系数不超过士0.5%；b.测试中所用的恒流源和稳压源的电流、电压除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士2%。
4.2.5对信号源的要求如下：
a.测试用的信号源的高低电平应符合相应系列逻辑电路的详细规范对信号高低电平的要求；
b.测试用的信号源的频率除指定有更精密的要求外，其频率稳定性应优于士1%。5详细要求
5.1DAC的静态特性测试
5.1.1DAC静态功能
5.1.1.1目的
在规定的测试条件及直流工作状态下，检测DAC将输入数字码转换为模拟输出量的能力。
5.1.1.2测试框图
DAC静态功能的测试框图如图1所示。参考电源
数码发生器
失调调节器
增益调节器
注：1）数字量接地端。
2）模拟量接地端。
测试条件
数字电压表
QJ3044-98
测试期间，下列测试条件应符合器件详细规范的规定：a．环境温度；
b.电源电压；
c.参考电压；
d.输出端负载电阻；
e.数字输入端逻辑电平。
5.1.1.4测试程序
5.1.1.4.1在规定的测试环境条件下，将被测DAC接入测试系统中。5.1.1.4.2施加规定的电源电压和参考电压。5.1.1.4.3开关S1、Sz断开。
5.1.1.4.4调节输入码Dr，当输入数码从全“0”变到全“1”时，用数字电压表观察输出是否符合器件详细规定的函数关系Ao=VREF·D（模拟量Ao可以是电压，也可以是电流）或用示波器检测所有模拟输出波形是否正确。5.1.1.5注意事项
遵守一般要求。
5.1.2失调误差Eo
5.1.2.1目的
在规定的测试条件下，测试模拟输出电压的实际起始值与理想值之间的差值，以确定DAC的输出零点精度。
5.1.2.2测试框图
E。的测试框图如图1所示。
5.1.2.3测试条件
测试条件同5.1.1.3的规定。
5.1.2.4测试程序
5.1.2.4.1在规定的测试环境温度下，将被测DAC接入测试系统中。5.1.2.4.2施加规定的电源电压和参考电压。5.1.2.4.3开关S1、S2断开。
5.1.2.4.4在数字输入端施加全0”码。5.1.2.4.5在模拟输出端测得电压Vo。由下式计算求出Eo：
V×10(%FSR)
Eo=VFSR
Eo=VLsB
式中：VFSR———理想模拟电压范围；(LSB)
VLsB———单位数码变化所对应的模拟量的变化。4
(1)）
5.1.3增益误差E
5.1.3.1目的
QJ3044-98
在规定的测试条件下，将DAC的失调误差校正到零以后，测试实际模拟输出满度值与理想满度值之间的差值，以确定DAC的满度输出值的精度。5.1.3.2测试框图
EG的测试框图如图1所示。
5.1.3.3测试条件
测试条件同5.1.1.3的规定。
5.1.3.4测试程序
5.1.3.4.1在规定的测试环境温度下，将被测DAC接入测试系统中。5.1.3.4.2施加规定的电源电压和参考电压。5.1.3.4.3在数字输出端施加全“0”码。5.1.3.4.4开关S闭合，S2断开。将失调误差Eo调整为零。5.1.3.4.5在数字输入端施加全“1”码。5.1.3.4.6在模拟输出端测得电压V'FSR。由下式计算出EG：
5.1.3.5注意事项
V' FSR-VrsR ×102(%FSR)
V' SR-VesR
对于失调误差E。不可调的DAC，在计算Ec时应从V'FSR中减去失调误差Eo。5.1.4精度E
5.1.4.1目的
（3）
在规定的测试条件下，将DAC的失调误差和增益误差校准至零之后，测试实际转换性曲线与理想转换特性曲线间的最大差值，以确定DAC在输出动态范围内的最大偏差能否满足特性要求。
5.1.4.2测试框图
E的测试框图如图1所示。
5.1.4.3测试条件
测试条件同5.1.1.3的规定。
5.1.4.4测试程序
5.1.4.4.1在规定的测试环境温度下，将被测DAC接入测试系统中。5.1.4.4.2施加规定的电源电压和参考电压。5.1.4.4.3开关S，闭合、Sz断开，在数字输入端施加全“0”码，将失调E。调整为零（测绝对精度时，此程序略）。
5.1.4.4.4开关S2闭合，在数字输入端施加全“1”码，将增益误差Ec调整为零（测绝对精度时，此程序略）。
QJ3044-98
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），在数字输入端施加规定的逻辑电平，在模拟输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测得的第数码对应的电压与理想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I△VAImax。由下式计算求出EA：
EA=|AVAl×10*(%FSR)。
Ex=IAVAlnx
5.1.5线性误差Et
5.1.5.1目的
** (6)
在规定的测试条件下，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所能达到的最小极值。5.1.5.2测试框图
EL的测试框图如图1所示。
5.1.5.3测试条件
测试条件同5.1.1.3的规定。
5.1.5.4测试程序
5.1.5.4.1在规定的环境温度下，将被测DAC接入测试系统中。5.1.5.4.2施加规定的电源电压和参考电压。5.1.5.4.3开关S1、S，断开，按本标准第5.1.4.4.3的规定测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，按适当的数字方法确定最佳拟合直线。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iAVtlmx
由下式计算求出EL：
Ex=AVul×10(%FSR)
5.1.6微分线性误差EDL
5.1.6.1目的
IAVimax
在规定的测试条件下，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值1VLss间的最大差值。
5.1.6.2测试框图
EDL的测试框图如图1所示。
5.1.6.3测试条件
测试条件同5.1.4.3的规定。
5.1.6.4测试程序
QJ3044-98
按本标准5.1.4.4.1至5.1.4.4.5的规定，测得每一数码对应的模拟输出电5.1.6.4.1
5.1.6.4.2计算两相邻数码对应的模拟输出电压之差，并与理想值1VLsB相比较，取其偏差的绝对值最大者I△V;Imax。
由下式计算求出EDL：
5.1.7失调误差温度系数αo
5.1. 7.1目的
IAVilmax
在规定测试条件下，并在规定的温度范围内，测量单位温度变化所引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
αEo的测试框图如图1所示。
5.1.7.3测试条件
测试条件同5.1.1.3的规定。
5.1.7.4测试程序
5.1.7.4.1在规定的环境温度（T,）下，按本标准5.1.2.4的规定测得Eo(T1)（%FSR）。5.1.7.4.2在规定的环境温度（T,）下，按本标准5.1.2.4的规定测得Eo(T2)（%FSR）。由下式计算出αEO：
EotT)-Eo(T) ×10*(ppm FSR/C)EO
5.1.8增益误差温度系数αEG
5. 1. 8. 1目的
（10）
在规定的测试条件下，并在规定的温度范围内，测试单位温度变化所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测试框图
αEG的测试框图如图1所示。
5.1.8.3测试条件
测试条件同5.1.1.3的规定。
5.1.8.4测试程序
5.1.8.4.1在规定的环境温度（T）下，按本标准5.1.3.4的规定测得EG(T1)（%FSR）。5.1.8.4.2在规定的环境温度（T，）下，按本标准5.1.3.4的规定测得Ec(T2)（%FSR）。由下式计算出αEG：
5.1.9精度温度系数αEA
5.1.9.1目的
Ec(T)-Ec(T)×10*(ppm FSR/C) T2T,
QJ3044-98
在规定的测试条件下，并在规定的温度范围内，测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测试框图
αEA的测试框图如图1所示。
5.1.9.3测试条件
测试条件同5.1.1.3的规定。
5.1.9.4测试程序
5.1.9.4.1在规定的环境温度（T）下，按本标准5.1.4.4的规定测得EA(T1)（%FSR）。5.1.9.4.2在规定的环境温度（T2）下，按本标准5.1.4.4的规定测得EA(T2)（%FSR）。由下式计算出αEA：
EA(T)-EA(TI) ×10*(ppm FSR/C) αEA
线性误差温度系数αEA
5.1.10.1目的
.（12)
在规定的测试条件下，并在规定的温度范围内，测试单位温度变化所引起线性误差的变化量，以衡量DAC的温度稳定性。5.1.10.2测试框图
αEL的测试框图如图1所示。
5.1.10.3测试条件
测试条件同5.1.1.3的规定。
5.1.10.4测试程序
5.1.10.4.1在规定的环境温度（T,）下，按本标准5.1.5.4的规定测得EL(T1)（%FSR）。5.1.10.4.2在规定的环境温度（T2）下，按本标准5.1.5.4的规定测得EL(T2)（%FSR）。由下式计算出αEL：
EL(T)-EL(T)×10*(ppm FSR/C)
微分线性误差温度系数αEDL
5.1.11.1目的
在规定的测试条件下，并在规定的温度范围内，测试单位温度变化所引起微分线性误差变化量，以衡量DAC的温度稳定性。5.1.11.2测试框图
αEDL的测试框图如图1所示。
5.1.11.3测试条件
测试条件同5.1.1.3的规定。
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5.1.6.4的规定测得EDL(T1)。5.1.11.4.2在规定的环境温度(T2)下，按本标准5.1.6.4的规定测得EDL(T2)。8
由下式计算出αEDL：
QJ 3044-98
EE(×10(ppm FSR/ C).
5.1.12电源电压灵敏度Ksvs
5.1.12.1目的
在规定的测试条件下，测试单位电源电压变化，所引起模拟输出电压的变化量，以衡量DAC的电压稳定性。
5.1.12.2测试框图
Ksvs的测试框图如图1所示。
5.1.12.3测试条件
测试条件同5.1.1.3的规定。
5.1.12.4测试程序
5.1.12.4.1在规定的环境温度下，将被测DAC接入测试系统中。5.1.12.4.2施加规定的电源电压和参考电压。5.1.12.4.3在数字输入端施加规定的逻辑电平（规定的数码），在模拟输出端测得电压Vo.
5.1.12.4.4将电源电压按规定变化△V+，在模拟输出端测得电压V。。由下式计算求出Ksvs：
(V'o-Vo)。
(V'oVo)
X10*(ppmFSR/V).
X10(%LSB/V)
5.1.12.4.5按5.1.12.4的程序对其余组电源分别进行测试和计算Ksvs。5.1.13静态电源电流Ip
5. 1. 13.1目的
输入全“0”码或“1”码时，在规定的负载下，测试经电源端通过器件的电流。5.1.13.2测试框图
ID的测试框图如图2所示。
数码发生器
参考电源
数字电压表
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。