發(fā)布時(shí)間：2018-09-06 13:25

【摘要】：數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Digital to Analog Converter,DAC)的性能是評(píng)價(jià)現(xiàn)代化電子設(shè)備性能的一個(gè)關(guān)鍵因素,由于轉(zhuǎn)換速率大于50MHz的高速DAC能夠更加快速地進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換,所以在各種現(xiàn)代化電子設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用,其中如何準(zhǔn)確、快速地測(cè)試和評(píng)價(jià)高速DAC的性能就顯得非常重要。傳統(tǒng)儀器應(yīng)用于快速自動(dòng)化測(cè)試需求的半導(dǎo)體測(cè)試領(lǐng)域暴露出了手動(dòng)操作、獨(dú)立使用的局限性,而虛擬儀器作為測(cè)量儀器發(fā)展的一個(gè)新的階段,其總線模式和多儀器模塊化組合的特點(diǎn)非常有利于高速DAC自動(dòng)化測(cè)試,對(duì)高速DAC測(cè)試技術(shù)的發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文對(duì)基于虛擬儀器的高速DAC測(cè)試技術(shù)和測(cè)試方法進(jìn)行了研究,對(duì)高速DAC測(cè)試控制過程中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn),最后對(duì)基于虛擬儀器的高速DAC測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。首先,分析了高速DAC測(cè)試的具體順序控制步驟,介紹了高速DAC常會(huì)出現(xiàn)的異常狀況,提出了基于粒計(jì)算的順序控制算法設(shè)計(jì)思路,建立了高速DAC測(cè)試粒計(jì)算層次結(jié)構(gòu),利用改進(jìn)后的加權(quán)粒度K近鄰分類算法對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分類,最后在虛擬儀器軟件平臺(tái)Lab VIEW上對(duì)基于粒計(jì)算的順序控制算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。其次,分析了高速DAC靜態(tài)誤差主要來源,對(duì)比研究了幾種常用的靜態(tài)測(cè)試數(shù)字輸入碼選擇方法,在主過渡態(tài)測(cè)試法基礎(chǔ)之上再取其反碼進(jìn)行測(cè)試,增強(qiáng)了對(duì)高位數(shù)字碼組合引起的非線性誤差的測(cè)試,然后對(duì)信號(hào)與噪聲失真比SINAD和有效位數(shù)ENOB進(jìn)行了三參數(shù)正弦波最小二乘擬合方法的研究。再次,確定了基于虛擬儀器的高速DAC測(cè)試系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案,搭建了測(cè)試系統(tǒng)硬件平臺(tái),介紹了測(cè)試板的主芯片測(cè)試電路、電源及時(shí)鐘電路、小信號(hào)采集放大電路和接口電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程,確定了測(cè)試板PCB的層疊結(jié)構(gòu),分析了高速測(cè)試板PCB的信號(hào)完整性,研究了模擬輸出信號(hào)走線相匹配的端接電阻,通過平面諧振分析添加了電源分配系統(tǒng)的去耦電容,設(shè)計(jì)開發(fā)了高速DAC測(cè)試系統(tǒng)軟件。最后,在基于虛擬儀器的高速DAC測(cè)試系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)之上,對(duì)高速DAC樣片進(jìn)行了靜態(tài)參數(shù)和動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)試實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本文基于虛擬儀器的高速DAC測(cè)試控制算法和系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。
[Abstract]:The performance of digital-to-analog converter (Digital to Analog Converter,DAC) is a key factor in evaluating the performance of modern electronic equipment. Because the high-speed DAC with a conversion rate greater than 50MHz can perform digital-to-analog conversion more quickly. So it is very important to test and evaluate the performance of high speed DAC accurately and quickly. The limitation of manual operation and independent use has been exposed in the semiconductor testing field where traditional instruments are applied to the requirement of rapid automated testing, while virtual instruments are regarded as a new stage in the development of measuring instruments. The combination of bus mode and multi-instrument modularization is very beneficial to high-speed DAC automatic testing, which is of great practical significance to the development of high-speed DAC testing technology. In this paper, the high speed DAC test technology and test method based on virtual instrument are studied, and the key technology of high speed DAC test control is improved. Finally, the high speed DAC test system based on virtual instrument is designed. First of all, the concrete sequence control steps of high speed DAC testing are analyzed, the abnormal situation of high speed DAC is introduced, the design idea of sequence control algorithm based on granular computing is put forward, and the hierarchical structure of high speed DAC test grain computing is established. The improved weighted granularity K-nearest neighbor classification algorithm is used to classify the test results. Finally, the sequential control algorithm based on granular computing is implemented and validated on the virtual instrument software platform Lab VIEW. Secondly, the main sources of static error of high speed DAC are analyzed, and several commonly used static test digital input code selection methods are compared and studied. Based on the main transition state test method, the inverse code is selected for testing. The nonlinear error caused by the combination of high-bit digital codes is enhanced and the three-parameter sine wave least square fitting method is studied for the ratio of signal to noise distortion (SINAD) and the effective bit number (ENOB). Thirdly, the overall design scheme of high speed DAC test system based on virtual instrument is determined, the hardware platform of the test system is built, and the main chip test circuit, power supply and clock circuit of the test board are introduced. The detailed design process of small signal acquisition and amplification circuit and interface circuit is given. The stack structure of test board PCB is determined, the signal integrity of high speed test board PCB is analyzed, and the terminal resistance of analog output signal line matching is studied. The decoupling capacitance of power distribution system is added by plane resonance analysis, and the software of high speed DAC testing system is designed and developed. Finally, based on the hardware and software platform of the high-speed DAC test system based on virtual instrument, the static and dynamic parameters of the high-speed DAC sample are tested. The veracity and practicability of the high speed DAC test control algorithm based on virtual instrument and the overall design of the system are verified.
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN792

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 許其貞;虛擬儀器的現(xiàn)狀與展望[J];電子世界;2000年08期

2 羅眉,周林,陳明杰;虛擬儀器—未來的儀器儀表[J];渝州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年03期

3 胡生清,幸國全;未來的儀器儀表——虛擬儀器[J];國外電子測(cè)量技術(shù);2000年04期

4 黃治清,賀建閩;虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與教學(xué)實(shí)踐[J];電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào);2001年05期

5 王瑞林;虛擬儀器在我國的應(yīng)用前景[J];新疆大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版);2001年01期

6 馬法成;虛擬儀器在設(shè)備故障診斷技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J];機(jī)電信息;2001年10期

7 James Truchard;虛擬儀器的未來[J];電子技術(shù);2002年11期

8 喬建良,黃大勇;虛擬儀器的現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J];信息技術(shù);2002年10期

9 嚴(yán)加法;虛擬儀器的發(fā)展前景[J];航空電子技術(shù);2002年04期

10 鄭樂丹;高校實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器建設(shè)探究[J];陜西工學(xué)院學(xué)報(bào);2002年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 應(yīng)懷樵;;“虛擬儀器庫”與“移動(dòng)試驗(yàn)室”的發(fā)展和展望[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識(shí)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊(cè)）[C];2001年

2 周明秋;馮淑娟;;虛擬儀器及其展望[A];2004全國測(cè)控、計(jì)量與儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2004年

3 周傳德;湯寶平;尹愛軍;;虛擬儀器及其發(fā)展[A];第五屆海峽兩岸計(jì)量與質(zhì)量學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2004年

4 趙國忠;沈京玲;錢曉玲;王福合;;虛擬儀器課程建設(shè)初探[A];光電技術(shù)與系統(tǒng)文選——中國光學(xué)學(xué)會(huì)光電技術(shù)專業(yè)委員會(huì)成立二十周年暨第十一屆全國光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

5 黃天辰;馮長江;黃興智;張建英;;虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室建設(shè)研究[A];全國高等學(xué)校電子技術(shù)研究會(huì)2006年年會(huì)論文集[C];2006年

6 許廣華;;虛擬儀器[A];第二十屆中國（天津）'2006IT、網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)、電子、儀器儀表創(chuàng)新學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

7 許廣華;;虛擬儀器[A];第二十屆中國（天津）’2006IT、網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)、電子、儀器儀表創(chuàng)新學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

8 詹志強(qiáng);石雷兵;;虛擬儀器的校準(zhǔn)[A];第三屆全國虛擬儀器大會(huì)論文集[C];2008年

9 應(yīng)懷樵;;虛擬儀器、卡泰儀器與智慧儀器的發(fā)展歷程及趨勢(shì)[A];現(xiàn)代振動(dòng)與噪聲技術(shù)（第九卷）[C];2011年

10 李勵(lì);;潛心研發(fā)虛擬儀器 服務(wù)中國技術(shù)創(chuàng)新——“虛擬儀器之父”應(yīng)懷樵教授[A];現(xiàn)代振動(dòng)與噪聲技術(shù)（第九卷）[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 王松濤;我國研制成功“一體化虛擬儀器”[N];經(jīng)濟(jì)參考報(bào);2006年

2 王鏡榕;應(yīng)懷樵“中國虛擬儀器之父”[N];企業(yè)家日?qǐng)?bào);2013年

3 蘇月瓊;虛擬儀器將大行其道[N];中國電子報(bào);2000年

4 蘇月瓊;虛擬儀器漸成氣候[N];中國電子報(bào);2001年

5 記者 鄧步來;重慶大學(xué)研制成功多種虛擬儀器[N];重慶日?qǐng)?bào);2001年

6 小雨;虛擬儀器研究領(lǐng)域的領(lǐng)跑者[N];中國信息報(bào);2006年

7 小雨;中國數(shù)采和虛擬儀器成功探索30周年[N];中國信息報(bào);2009年

8 小方;始終站在虛擬儀器科研領(lǐng)域最前沿[N];中國信息報(bào);2010年

9 ;虛擬儀器[N];中國電力報(bào);2001年

10 舒利益;應(yīng)懷樵：無悔“虛擬器”人生[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 湯寶平;新一代虛擬儀器—智能控件化虛擬儀器系統(tǒng)的研究[D];重慶大學(xué);2003年

2 尹愛軍;秦氏模型虛擬儀器及VMIDS開發(fā)系統(tǒng)的研究[D];重慶大學(xué);2006年

3 崔紅梅;面向測(cè)試系統(tǒng)的虛擬儀器設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

4 張淑茳;基于虛擬儀器的船艇振動(dòng)優(yōu)化控制研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

5 謝宣松;G語言的一種結(jié)構(gòu)模型及平臺(tái)實(shí)現(xiàn)[D];吉林大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 穆春林;基于虛擬儀器的電子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2015年

2 朱雋平;基于虛擬儀器和GPRS技術(shù)的邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];吉林建筑大學(xué);2015年

3 喬克婷;基于虛擬儀器的水泵振動(dòng)噪聲測(cè)試系統(tǒng)[D];電子科技大學(xué);2013年

4 何肖珉;示波器類虛擬儀器通用軟面板和驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2014年

5 王星;開放式RFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

6 楊生梅;基于LabVIEW的虛擬通信設(shè)備測(cè)試儀軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2013年

7 徐慶坤;基于虛擬儀器的勵(lì)磁監(jiān)測(cè)與故障分析系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

8 蘇越;基于LabVIEW的振動(dòng)分析虛擬儀器的研究[D];河北科技大學(xué);2015年

9 姚宇翔;基于虛擬儀器的高頻信號(hào)采集與數(shù)據(jù)分析[D];河北科技大學(xué);2015年

10 賈永剛;基于虛擬儀器的滾動(dòng)軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：2226479