本文提供了校准数模转换器(DAC)专用于引脚电子设备驱动、比较器、负载、PMU和DPS。DAC非线性差异(DNL)积分非线性(INL)对于非线性特性，我们可以通过增益和偏置调整尽可能减少这些特性。本文描述了如何实施这些校准，以提高电平设置的性能。

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简介

自动化测试设备(ATE)描述用于单个或多个器件单次或一系列测试的测试仪器。不同类型的ATE测试电子设备、硬件和半导体设备。定时器件、DAC、ADC、测试仪或多路复用器、继电器和开关ATE支持模块在系统中。这些引脚电子设备可以利用精确的电压和电流提供信号和电源。这些精密信号通过电平设置DAC进行配置。在ATE在产品系列中，一些引脚电子设备包括校准寄存器，一些校准设置存储在片外。本文介绍DAC通过增益和偏置调整校准的功能、误差和方法。

数模转换器(DAC)

DAC用于将数字输入转换为相应的模拟输出电平的数据转换器。DAC可以支持2N输出电平。位数越高，DAC输出分辨率越高。

图1. 数模转换器(DAC)框图。

首先，N提供位数输入DAC串行寄存器。电压开关和电阻求和网络将数字输入转换为模拟输出电平。DAC图的转换特性。对于三位DAC，生成8个模拟输出电平的23个数字输入。

图2. 3位DAC理想的转换函数。

DAC误差

转换器在现实世界中并不理想。由于电阻值、插值和采样误差，DAC转换函数不是直线或线性的。这些误差被称为非线性差异(DNL)积分非线性(INL)。DNL它是输出电平与理想步长之间的最大偏差，从两个连续输出电压电平之间的差值得出。INL它是输入/输出特性与理想转换函数之间的最大偏差。通过增益和偏置校正减少INL误差。

图3中的INL它显示了实际转换函数与理想转换函数之间的偏差。DAC增益误差表示实际转换函数的线性近似斜率与理想转换函数斜率的匹配程度。在绘时，调整增益会影响线性近似角度。偏差误差是测量值与所选零偏差点之间的差值。如果调整AD公司整个线性近似曲线将向上或向下移动。单个代码INL增益误差和偏置误差是任意给定点的总和。校准后，一旦增益和偏置误差最小化，转换函数将是两个端点之间的一条线。

图3. INL误差转换函数。

校准程序

用户可以通过增益和偏置校正来建立校准程序DAC非线性。以下步骤详细说明了示例校准程序的每一步。

对于N位DAC：

● 增益校正(GC)：

最低和最高二进制值时，DAC线性会降低。因此，建议外部二进制值或EC在表中推荐的校准点之间的5%至10%范围内选择校准点。假设我们选择5%的校准点进行以下计算。

○ 将DAC输入设置为高于最低二进制值5%。计算预期的电压输出并将其记录为IDEAL1.测量输出电压，并将其记录为MEAS1。

○ 将DAC输入设置低于最高二进制值5 %。计算和记录IDEAL2.测量输出电压，并将其记录为MEAS2。

○

○

● 偏置校正(OC)：

所需的零偏置点因应用程序而异。用户应根据自己的应用程序定义最佳值。有些用户可能喜欢使用0V获得准确的接地参考点。一些用户喜欢使用操作范围的中间值，以尽量减少整体值INL误差。

○ 应用电压-代码公式的斜率DAC增益校正，以确立单位增益。

○ 选择所需的零偏置电压点并记录为IDEAL3.使用更新后的电压-代码公式计算代码。编程设置计算代码，然后测量输出电压，并记录为MEAS3。

○

○

示例1

以MAX以32007为例，它是一个八通道DCL，集成电平设置DAC和PMU开关。MAX32007具有内部DAC，用于设置VDH、VDL、VDT/VCOM、VCH、VCL、VCPH和VCPL电平DAC没有内部校准寄存器。DAC请遵循以下步骤：

○ 根据评估套件数据手册中的说明，启动MAX32007评估(EV)套件。

○ 将SMB连接器DATA0A和NTRM0A连接至1.2 V。

○ 通过50 Ω端接装置，将SMB连接器NDATA0A和TRM0A接地。

○ 使用USB连接评估套件的电缆Windows 10 PC。打开MAX32007评估套件软件(GUI)。

○

如图4所示DAC电压电平和驱动设置。注意，最低VDH DAC工作电压值为–1.5 V，最高工作电压值为4.5 V；在本例中，零偏置点值为1.5 V。

应用增益校正，打开菜单 → 选项 → 校准，。

图6. 带校准寄存器的DAC的INL误差校正。

○ 施加VDH = 1.5 V(包括增益校正代码)，然后测量输出电压值。

○ 偏置校正 = 测量输出值–理想值。例如，(1.502–1.5) = 0.002。

○ 实施增益和偏置校正后，

示例2

以 MAX以9979为例，它是一个八通道DCL，集成电平设置DAC和 PMU。MAX9979包含内部DAC，用于设置VDH、VDL、VDT、VCH、VCL、VCPH、VCPL、VCOM、VLDH、VLDL、VIN、VIOS、CLAMPHI/VHH和CLAMPLO的电平。这些DAC有内部校准寄存器。例1中调整了DAC尽量减少输出代码INL误差。在示例2中，DAC输入代码保持不变，校准寄存器调整输出级缓冲器，尽量减少INL误差，。要校准DAC，请遵循以下步骤：

○ 根据评估套件数据手册中的说明，启动 MAX9979评估套件。

○ 将SMB连接器DATA0A和NTRM0A连接至1.2 V。

○ 通过50 Ω端接装置，将SMB连接器NDATA0A和TRM0A接地。

○ 使用USB连接评估套件的电缆Windows 10 PC。打开MAX979年评估套件软件(GUI)。

○

○ 如图7所示DAC电压电平和驱动设置。VDH DAC最低推荐值为–1.5 V，最高推荐值为4.5 V，零偏置点值为1.5 V。

请注意，要实施增益和偏置校正，请转到菜单 → 选项 → 更改 → 校准，。更多关于将增益和偏置校正转换为增益和偏置代码的信息，请参见MAX9979数据手册。

图8. MAX9979校准寄存器设置