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第五章 測試設定和量測結果

5.1 測試環境設定

此部份介紹測試環境,如圖 5.1 晶片測試圖,除晶片部份外,我們需要準備一台 電源,一台示波器,一台含有 12 位元波型碼產生器的邏輯分析儀,5KΩ精密可變電阻 七個,和 50Ω電阻兩個,如圖 5.1 晶片測試圖接線。

圖 5.1 晶片測試圖

電源:此部份可用一般電源供應器或是使用電池經電壓調整穩壓電路,電壓值為 3.3

伏特,為提供數位到類比轉換器使用和其偏壓電源可變電阻電源使用。使用電源供應 器優點在於方便調整電壓和容易觀測電流變化,缺點在於此電源有相當程度的變動,

要得到比較穩定的電壓源可以使用電池經電壓調整穩壓電路,電壓變動量會比電源供

應器小很多,但是要觀測電流值要有很精密電流表,相較於使用電源供應器而言比較 infiniium 54832 型示波器上我們可以選擇個別波型數據儲存格式(.csv)將所要資料擷 取再使用 Matlab 軟體計算差動非線性誤差(DNL)和累積積非線性誤差(INL)。而示波器 面板上量測波型可用圖型圖檔(.bmp)擷取。當輸入為正旋波的數位碼時,我們不再量

波型碼,因為波型碼產生器僅能產生簡單波型的數位碼,或是在鍵盤上逐碼輸入想要 的碼。若要輸出指定型式波型的數位碼,則必需從外部產生所要的碼之後(可用 Matlab 程式產生),再輸入到波型碼產生器,以 Agilent logic analysis 16702B 機型並以正 旋波圖型碼為例,首先進入 Patten generator 模式,選定數位碼轉換頻率並設定此頻 率由內部產生或是由外部控制,設定輸出舖腳位和相對應位元位置,載入外部產生所 要的碼,或是由內部自行產生,完成波型碼和轉換頻率以及舖位設定後離開設定畫面 並回到 Patten generator 目錄下,選擇執行項(RUN),選擇連續執行,執行時間約十 秒鐘後完成,此時輸出舖開始輸出波型的數位碼,CLK 舖輸出轉換頻率,要注意此時波 VR1 VR1-1 VR1-2 VR1-3 VR1-4,這七個偏壓點均為電壓偏壓,並不會消耗功率,並且 電位介於 0V ~3.3V 間,為使此部份耗電少,可儘量使用比較高阻值的可變電阻,VR1 VR1-1 VR1-2 VR1-3 VR1-4 等可變電阻要使用精密可調整型電阻,因為此部份在量測前 校正時會影響到數位到類比轉換器(DAC)中低位元部份二進位權重電流源電流量調整。

5. 從回步驟 1 調整到最佳情況。

6. 調整輸入訊號,包刮 clk, B1~B12,並用示波器逐一檢查,確定和 H-spice 電 路模擬情況相同,clk 正緣要延遲輸入信號 2~3ns,以確保 Latch 電路能夠抓 取正確輸入信號。

量測:

7. 輸入 1MHZ clk 和二進位碼 B1~B12,量測 DAC 輸出端 y 以及 yb 是否步階增減。

8. 逐步增加輸入頻率到 100MHz 以上及量測輸出結果,並計算 DNL,INL 值。

9. 逐一量測每一個 IC 並紀錄結果。

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