Быстродействующие интегральные микросхемы ЦАП и АЦП и измерение их параметров

Скачать DjVu (1,97 МБ)

Описание

Рассмотрены особенности схем построения, параметры и электрические характеристики быстродействующих интегральных цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей, обладающих скоростью преобразования сигналов от Ют до 10"1 бит в секунду Описаны методы и принципы построения измерителей статических и динамических параметров преобразователей, приведены конкретные типы измерительной аппаратуры, предназначенной для контроля и измерения их параметров

Для инженерно-течнических работников, специализирующихся в области разработки и применения цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей, а также аппаратуры для измерения и контроля их электрических параметров

ПРЕДИСЛОВИЕ

Увеличение скорости и точности обработки информации в устройствах и системах радиоэлектронной и вычислительной техники потребовало разработки большого класса быстродействующих однокристальных схем аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей (АЦП и ЦАП) широкого применения.

Развитие интегральной микроэлектроники за последние три десятилетия можно разделить на два этапа: первый (1960—1975 гг.) — разработка, освоение в производстве и расширение промышленного выпуска логических микросхем для ЭВМ; второй (1976— 1986 гг.)—дальнейшее развитие работ по разработке и серийному производству сложных цифровых больших интегральных схем (БИС) и сверхбольших интегральных схем (СБИС) и использование планарной технологии в изготовлении широкого класса линейных схем прецизионной точности для обработки и преобразования аналоговых сигналов (операционных усилителей, компараторов, АЦП и ЦАП).

Микросхемы преобразователей сигналов по сравнению с цифровыми микросхемами имеют следующие особенности:

высокую точность и большую стабильность выходных и входных характеристик в широком диапазоне температур;

сравнительно большое число контролируемых параметров в технологическом цикле производства, при контроле готовых схем и механических и климатических испытаниях;

высокие требования к контрольно-измерительной аппаратуре по точности и производительности при проверке статических и динамических параметров.

При разработке и изготовлении микросхем ЦАП и АЦП необходимо учитывать большую номенклатуру входящих компонентов и повышенные по сравнению с цифровыми микросхемами требования к их электрическим параметрам по точности и температурной стабильности; нерегулярность структуры и наличие в ней узлов, выполняющих линейные и нелинейные функции обработки сигналов (разрядные ключи, усилители, компараторы, источники опорного напряжения, резисторные матрицы, схемы управления и запоминания). Возникает много проблем технологического характера, которые связаны с обеспечением требований по точности и контролю геометрических размеров многослойных микроструктур, формируемых на пластине кремния.

В настоящее время промышленностью выпускается большая номенклатура микросхем ЦАП серий К594Г1А1, КП08ПА, КШ8ПА, К572ПА и АЦП серий К1107ПВ, К572ПВ, К1113ПВ и др. Для построения современных вычислительных систем обработки информации широко применяются быстродействующие ЦАП и АЦП.

Необходимо отметить следующие основные тенденции развития микросхем ЦАП и АЦП; расширение функциональных возможностей за счет увеличения схемной и конструктивной сложности; повышение разрядности с одновременным снижением потребляемой ^ мощности; рост быстродействия до 100—150 МГц при преобразовании сигналов с полосой частот от 25 до 50 МГц.

Книга написана коллективом авторов: предисловие — А.-И. К-Марцинкявичюсом; гл. 1 — А.-Й. К- Марцинкявичюсом, Б. В. Драга-ном, Э.-А. К- Багданскисом, Р. Л. Пошюнасом; гл. 2 — А.-Й.К- Марцинкявичюсом, Э.-А. К. Багданскисом, Й. М. Кажукаускасом, Б. В. Драганом, Р. Л. Пошюнасом; гл. 3 — А.-Й. К. Марцинкявичюсом, Р. Л. Пошюнасом, гл. 4 — А.-Й. К- Марцинкявичюсом, Б. В. Драганом, И. Д. Кучинскасом; § 5.1, 5.2, 6.1, 6.2 — Й. М. Кажукаускасом, § 5.3—5.5, 6.3—6.5 и гл. 7, 8 — Э.-А. К. Багданскисом; § 9.1, 9.2 — А.-Й. К- Марцинкявичюсом и Б. В. Драганом; § 9.3 — Э.-А. К- Багданскисом.

Оглавление

Предисловие

Глава 1. Особенности построения быстродействующих микросхем ЦАП, АЦП и аппаратуры для измерения их электрических параметров
1.1. Особенности построения и конструктивное исполнение ЦАП (5). 1.2. Особенности построения и конструктивное исполнение АЦП (7) 1.3. Особенности построения аппаратуры для измерения электрических параметров ЦАП и АЦП (11)

Глава 2. Параметры микросхем ЦАП, АЦП и их определения
2.1. Общие понятия (12) 2.2. Статические параметры ЦАП (13) 2.3. Динамические параметры ЦАП (18) 2.4. Статические параметры АЦП (20) 2.5. Динамические параметры АЦП (24)

Глава 3. Схемы построения и электрические характеристики микросхем ЦАП

3.1. Двенадцатиразрядный ЦАП К594ПА1 с временем установления 3,5 мкс (30)

3.2. Десятиразрядные ЦАП КМ1118ПА2, КР1 118ПА2 с временем установления 50 не (37) 3.3. Восьмиразрядные ЦАП К1П8ПА1, КМ1118ПА1 с временем установления 20 не (47). 3.4. Восьмиразрядный ЦАП К1118ПАЗ с временем установления 10 не (56)

Глава 4 . Схемы построения и электрические характеристики микросхем АЦП

4.1. Шестиразрядный АЦП К11071 IB 1 с частотой преобразования 20 Ml ц (60) 4.2. Шестиразрядные АЦП КП07ПВЗ с частотой преобразования 100 и 50 МГц (80) 4.3. Восьмиразрядный АЦП К1107ПВ2 с частотой преобразования 20 МГц (90) 4.4. Восьмиразрядные АЦП КП07ПВ4 с частотой преобразования 100 и 60 МГц (97)

Глава 5. Методы и аппаратура для измерения статических и динамических параметров, микросхем ЦАП

5.1. Методы измерения статических параметров ЦАП (100) 5.2. Аппаратура для измерения статических параметров ЦАП (106) 5.3. Методы измерения динамических параметров ЦАП (112) 5.4. Аппаратура для измерения времени установления ЦАП (117) 5.5. Схемы включения ЦАП К594ПА1, К1118ПА1, КШ8ПА2, КП8ПАЗ, К1118ПА4 при измерении времени установления и особенности их конструктивного исполнения (132)

Глава 6. Методы и аппаратура для измерения статических и динамических параметров микросхем АЦП 137

6.1. Методы измерения статических параметров АЦП (137) 6.2. Аппаратура для измерения статических параметров АЦП (142) 6.3. Методы измерения и принципы построения измерителей динамических параметров АЦП (143). 6.4. Аппаратура для измерения динамических параметров АЦП (153) 6.5. Схемы включения ИС АЦП КП07 при измерении динамических параметров и особенности их конструктивного исполнения (162)

Глава 7. Основные функциональные узлы измерителей динамических параметров микросхем ЦАП и АЦП

7.1. Измерители временных интервалов (166) 7.2. Контактирующие головки для измерения динамических параметров ИС (172) 7.3. Генераторы тестовых импульсов (177) 7.4. Корпуса для ИС и их паразитные конструктивные параметры (181) 7.5. Усилители выходных сигналов ЦАП (183) 7.6. Адаптерные платы (185)

Глава 8 . Особенности измерения и аппаратуры для контроля электрических параметров микросхем ЦАП и АЦП в процессе их изготовления

8.1. Контроль на пластинах (187) 8.2. Функциональная подгонка (190) 8.3. Контроль и измерение параметров ИС в диапазоне температур (192) 8.4. Электротермотренировка

Глава 9. Перспективы развития быстродействующих микросхем ЦАП, АЦП и измерение их параметров

9.1. Пути увеличения быстродействия и разрядности АЦП (197) 9.2. Пути увеличения быстродействия и разрядности ЦАП (208) 9.3. Пути увеличения точности и широкополосности измерителей электрических параметров ЦАП и АЦП (209)