1 28 mai 2002Jean GARNIER CCT Composants Séminaire CAN CARACTERISATION ELECTRIQUE DES CONVERTISSEURS ANALOGIQUE/NUMERIQUE.

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1 1 28 mai 2002Jean GARNIER CCT Composants Séminaire CAN CARACTERISATION ELECTRIQUE DES CONVERTISSEURS ANALOGIQUE/NUMERIQUE

2 2 PLAN n Présentation des moyens de caractérisations électriques n les techniques de test n Perspectives

3 3 Les moyens de caractérisations électriques n MTS 200 ( IMS )

4 4 Les tests électriques n Les tests paramétriques n Les tests statistiques n Les tests dynamiques

5 5 Les tests paramétriques n ViHmin n ViLmax n Voh n Vol n Consommation n temps de propagation n courants de fuite

6 6 Les tests statistiques par histogramme saturé n DNL (Non linéarité différentielle) n INL (Non linéarité intégrale) n Erreur d ’offset n Erreur de gain - permet d'accéder aux grandeurs demandées pour l'instrumentation : DNL, INL - permet d'atténuer les effets d'un signal d'entrée bruité (suppression des bruits blancs)

7 7 Non Linéarité Différentielle (D.N.L.) n Pour un code i, c'est la différence entre la quantification du code i et la quantification théorique

8 8 Non Linéarité Différentielle (D.N.L.) n Application un signal saturé (sinus) n Calcul de l’histogramme réel n Comparaison avec l ’Histogramme théorique. n Normalisation.

9 9 Non Linéarité Intégrale (I.N.L.) n Pour chaque code i, c'est l'écart entre la tension de transition réelle et la tension de transition idéale du code i au code i+1 (après correction de l'erreur d'offset et de gain)

10 10 Non linérarité intégrale (I.N.L.) n Cette caractéristique est déduite de la D.N.L. n Elle représente la somme des D.N.L. n On effectue une régression linéaire pour corriger le gain et l ’offset : où a et b définissent la droite recherchée

11 11 Non linérarité intégrale (I.N.L.)

12 12 n Le gain est la pente de la droite passant par les tensions de transition des codes 0 et 2 n -1 Erreur de gain

13 13 Erreur d’offset n L ’offset représente la translation de la fonction de transfert réelle par rapport à la fonction théorique

14 14 Les tests dynamiques en mode cohérent (f/fe=M/N) par analyse spectrale n SNR n SNR+D (rapport signal bruit) n THD (distorsion harmonique) n SFDR (Bruit de quantification) n Nombre de bits effectifs

15 15 Rapport signal à bruit n Principe : n SFDR représente le rapport entre le fondamental et l ’harmonique la plus importante. n SNR+D prend en compte le bruit de quantification et le bruit dû aux erreurs de linéarité. SNR SFDR

16 16 Distorsion harmonique (THD) n Rapport entre la puissance du fondamental et la puissance des 5 premières harmoniques : n La distorsion harmonique est représentative des erreurs de linéarité du convertisseur Fondamental harmoniques

17 17 Nombre de bits effectifs n Découle directement du SNR+D. Cas d ’un signal pleine échelle

18 18 Amélioration future n Bruit de quantification

19 19 Perspectives avenir n Un nouveau testeur en 2003. L ’EXA 3000

20 20 Conclusion n Des tests conforment aux data sheet n Amélioration constantes grâce à l ’expertise de nos collègues universitaires n Amélioration des temps de développement et de traitement grâce au nouveau testeur EXA 3000.