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Circuito Auxiliar de Autoteste de Conversores Analógico/Digitais PowerPoint PPT Presentation


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RAM. Mecanismo de comutação. 12 bits. ADC. Barramento de teste analógico. FPGA. Barramento de controlo. DAC. 12 bits. Barramento ISA. Sinal sinusoidal DAC. Conversor A/D. Cálculo do erro Erro = LUT data - ADC data. Controlador + Look-up table.

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Circuito Auxiliar de Autoteste de Conversores Analógico/Digitais

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Presentation Transcript


Circuito auxiliar de autoteste de conversores anal gico digitais

RAM

Mecanismo de comutação

12 bits

ADC

Barramento

de teste

analógico

FPGA

Barramento

de controlo

DAC

12 bits

Barramento ISA

Sinal sinusoidal

DAC

Conversor A/D

Cálculo do erro

Erro = LUTdata - ADCdata

Controlador +

Look-up table

Operações internas ( Hardware)

Operações externas ( Software )

Cálculo de SINAD

Método Sine-wave Fitting

SINAD = 20 log [ (RMS sinal) / ( RMS erro) ]

Valor medido SINAD = 40 dB ± 2dB, e = ±5%

Sinal sinusoidal

(Externo ou interno)

Conversor A/D

Gerador de

Histograma

Sinal triangular

DAC

ConversorA/D

Cálculo de DNL

DNL p (i) = H(i)/constante

Controlador

Controlador

Operações internas ( Hardware)

Operações internas ( Hardware)

Operações externas ( Software )

Histograma

Padrão

Operações externas ( Software )

Cálculo de offset, ganho,

DNL & INL

DNL(i) = H (i) / Hspec (i)

INL(i) = Σ DNL (j)

Cálculo de desvio na origem, ganho,

DNL & INL

DNL(i) = DNLp (i) – 1\

INL(i) = Σ DNL (j)

PD66

Circuito Auxiliar de Autoteste de Conversores Analógico/Digitais

Alberto Rui Frutuoso Barroso

Trabalho realizado no Laboratório de Microelectrónica - Projecto e Teste da FEUP

Orientação: José Machado da Silva

Plano de trabalho

Objectivos do trabalho

- Estudo dos métodos clássicos de teste de conversores A/D, e de métodos de implementação de operações de computação numérica.

- Desenvolvimento de um método de cálculo de parâmetros de caracterização de CAD por sub-divisão do processamento em operações de hardware e software.

- Implementação de um protótipo usando componentes discretos e circuitos lógicos programáveis.

- Escrita do relatório.

Desenvolver mecanismos que facilitem o autoteste em-circuito de conversores A/D embebidos, promovendo:

-  a geração local de estímulos de teste

-  o acesso electrónico

-  o pré-processamento dos dados adquiridos.

Detalhes Técnicos

Trabalho realizado

Arquitectura típica de circuito de interface analógica

encontrado em sistemas integrados. A lógica reconfi-

gurável presente no sistema pode ser reutilizada para

implementar funções de teste.

  • Estudo de métodos de teste e caracterização de conversores A/D

  • Adaptação de um protótipo implementado com lógica reconfigurável

  • Estudo de implementações de operações matemáticas

  • Caracterização do conversor no ambiente de prototipagem.

  • Foram implementadas diferentes soluções de autoteste dos

  • parâmetros INL, DNL, e SINAD de um ADC de 12 bits

Medida da relação sinal/(ruído + distorção) – SINAD

Espectro do estímulo (FFT c/ janela)

Lay-out da FPGA para medida de SINAD

Medida da não-linearidade com estímulo sinusoidal – INL, DNL

Medida da não-linearidade com estímulo triangular – INL, DNL

Histograma do ADC

Histograma do estímulo sinusoidal

Nas diferentes soluções procurou-se minimizar a área requerida:

- 900 portas lógicas (gerador triangular e obtenção de histograma)

- 3000 portas lógicas (gerador sinusoidal e obtenção de SINAD e

histograma)

números da mesma ordem de grandeza de soluções existentes no mercado.

PD66 – Circuito auxiliar de autoteste de conversores analógico/digitais

Apresentação pública de trabalhos da LEEC do ramo TEC, FEUP 23 Julho 2001


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