Добрый день! Возник такой вопрос - как можно проверить (измерить/доказать) что разрядность разрабатываемого нашей конторы ЦАП именно та что указано в ТЗ (16бит)? И вообще измеряется ли данная величина или выводиться из сопутствующих параметров? ENOB понятно можно вывести измерив SINAD или SNR, но это эффективная разрядность а в ТЗ стоит просто - "разрядность - 16бит".

посмотрите в книге по преобразователям данных от AD, у них на сайте есть
немного странно звучит ТЗ, делали ЦАП 16разрядов, а сколько из них рабочих.. как в детской шутке: я поднимал паровоз раз пять, но ни разу не поднял

Разрядность конторы проверять по штатному составу. А разрядность ЦАП гарантируется разработкой. Можно задать много разных параметров, по примеру документации на ЦАП от AD, TI, их и проверять.

Подключаете вольтметр с погрешностью как минимум 18 бит и задавая ЦАПу последовательно от 0х0 до 0xFFFF измеряете выходное напряжение.

Есть конечно слабая надежда что удастся отделаться словами "гарантируется разработкой", но как говорят местные старожилы у начальства подход такой что в ТЗ написано то и промерять/доказывать по результату разработки (методики проверки и все такое). И раз написано ЦАП разрядность 16 бит извольте в методике испытаний написать как это доказать. Вот такой подход. Как остальные параметры померить понятно, а вот именно этот черт знает даже местные старожилы не в курсе.
Вольтметром конечно можно но там уровень ступени будет около 50мкВ в шумах все потеряется.

Вы же не ограничены временем измерения, поэтому можете измерять каждую ступеньку миллион раз, а потом сделать усреднение. Это даст выигрыш по С/Ш в тысячу раз.

Насобирать и усреднить много усреднений.
Хорошо, если монотонность не указана в ТЗ и ее не придется подтверждать.

Ну так то да - усреднение наше все! ))) Была идея поставить сигма-дельта АЦП и копить кучу значений и усреднять.
А насчет монотонности так там DNL +/-2 так что даже не знаю поможет ли усреднение.

Есть уже со схемой усреднения внутри АЦП: LTC2500/LTC2508.

ну дык так и напишите. Главное чтоб методика "была". Проверяют же соответствие с ТЗ сличением с чертежами. Вот в вашей методе и пишите , дословно:
" проверка разрядности ЦАП проводится путем подсчета количества информационных входов данных на чертеже ХХХХ.123456.789 , обозначенных "D0"...."D15". Изделие считается выдержавшим проверку , если подсчитанное количество входов равно 16."

Другой вариант , для особо одаренных ПЗ-шников:
" Проверка разрядности ЦАП проводится путем последовательного ногодрыганья с частотой 1кГц по каждому отдельному разряду, при этом на оставшихся разрядах д.б. значение лог0. Проверка начинается с дрыганья старшим разрядом и заканчивая младшим. При этом на выходе ЦАП, подключенном к милливольтметру (микровольметру) должно быть напряжение Umax/2/2^(15-n) (+-5%), где n - номер проверяемого разряда от 0 до 15.

При необходимости примените полосовой фильтр на выбранную частоту и усилитель. Прецизионность в проверке разрядности ЦАП не нужна, монотонность в этой методике идет лесом, для неё - другая методика д.б.

Неплохой вариант спасибо.



По этой методике мне же потом и измерять и доказывать что так оно и есть на самом деле. )))
Второй вариант кстати может и подойти. Главное суметь микровольтметром отделить мух от котлет (шум от изменения сигнала).

Бред уже такое писать в ТЗ. Какая нафиг пользователю разница какая разрядность у вашего ЦАП???
Ну раз такое "ТЗ" подписали и согласились - сами себе буратины.
Разрядность байтов в ПО вы тоже доказываете?

Не перегибайте палку. Пользователю всегда приятно иметь хорошую разрядность у вашего или их ЦАП или АЦП..
У нас было похожее - подтвердите разрешение вашего экрана в пикселях.

Никакие измерения "по выходу" разрядности ЦАП не доказывают.
На месте "начальства" бедолаги могу предположить, что:
а) ЦАП по настоящему 15-разрядный, а при выдаче некоего уровня ПО внутри делает меандр из двух соседних уровней, таким образом получая среднее. Чем докажете что это не так?
б) ЦАП по настоящему 17-разрядный, а при выдаче последовательных уровней все нечётные - пропускаются. Чем докажете что это не так?


При времени усреднения в миллион раз, я вам на 1-битном "ЦАП" сделаю все 2^16 уровней! Про ШИМ слыхали?
Чем докажете что там внутри не 16 бит?


Пользователю важны полезные функции устройства, а не метод их реализации.
А как они будут обеспечены: 16-разрядным ЦАП-ом или менее разрядным с фильтром на выходе - нормальному пользователю по барабану.

Все написанное переносит ЦАП вглубь устройства, но наружу выдается сигнал с разрядностью те же 16 битов, допустим. И подтвердить их наличие вас так же могут попросить. Т.е. подтвердить обещанную вашим методом разрешающую способность. И вопрос заключается в том, как подтвердить эту разрешающую способность и надо ли. А не в том, на каком принципе работает ваш ЦАП.

Да тут "буратинистость" в полный рост! )))
К счастью ПО мы не занимаемся мы просто микросхемы делаем ну и измеряем параметры полученного на соответствие ТЗ естественно.



В моем случае вопрос заключается именно в том что надо подтвердить без "надо ли".

Я думаю, в процессе измерения других характеристик ЦАП - нелинейностей, ошибок шкалы и т.д. - вы косвенно подтвердите наличие разрешающей способности в 16 битов.
Полную шкалу поделите на единицу младшего разряда.

ТС-у ведь надо доказать как раз не разрешающую способность или количество дискретных уровней (которые может обеспечить ЦАП), а некую разрядность.
Это то же самое, что вот разработано устройство, которое мигает лампочкой с некоей частотой. Теперь надо подтвердить требования ТЗ, что данное устройство выполнено внутри на 32-битном CPU. А не 8-битном. Как докажете? Это уже не говоря что такое требование - бред.

Замерить вольтметром из рееестра разности нескольких случайных значений и инверсных к ним.

Скорее всего, в вашем случае уместнее говорить об измерении таких параметров интегрального ЦАП, как INL и DNL:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
См, AN-928.

Если вопрос стоит так тупо, то:
- подаете на каждый разряд логическую 1(на остальных 0)
- если при подаче напряжение на выходе становится отличным от 0 вольт , значит разряд в наличии и работает.
и так 16 раз.
Для отчета составляете таблицу номер разряда - напряжение.

Про бред абсолютно с вами согласен! Проблема в том что я тут человек новый, а старожилы никогда такого не делали и сами не знают что делать.
Буду начальство пытать на предмет "и как это понимать"! )))



INL и DNL тоже промерять надо будет. Но как это сделать известно.



Выглядит кстати вполне логично, попробую такой вариант начальству предложить.

Мне тоже этот вариант нравится. Хотябы от него есть польза - можно использовать как входной контроль, что ЦАП вообще работает.
А таблица напряжений - даст ответ сразу есть ли смысл проводить другие измерения...

В моем случае это будет функциональный контроль, но суть да та же самая.

Да никакой это не бред. Если в ТЗ записаны 32 разряда как требование, то будте любезны в программе испытаний дать пункт проверки выполнения этого требования с соответствующей методикой, как на любое другое "не бредовое" требование.

Бред или нет, но такой пункт есть вот я и озабочен тем как проверить это требование.
Тут главное что бы методика проверки заказчика удовлетворила.

если у Вас будут измерены INL и DNL зачем это?
вообще, странное/неполное ТЗ или может старожилы шутят - "на ведро, сходи за трансмиссией"
какой архитектуры ЦАП? может хватит показать, что у него 16 пинов шины данных

Вы знаете что такое "ЦАП" в понимании ТС-а? Или обладаете телепатическими способностями?
Я вот даже так и не понял: этот ЦАП - это отдельный чип с параллельными входами данных, или это отдельный чип с последовательным вводом данных, или этот ЦАП - это блок внутри другого чипа (или МК)? И как во всех этих случаях подать что-то "на каждый разряд"?
Вот подали Вы по SPI ему 16 бит на вход, и что? Может последние 4 бита будут отброшены внутри? А может не отброшены, а напряжение сформировано ШИМ-ом?
Считать при этом ЦАП 16 разрядным или нет? "16 разрядов" в терминологии ТЗ автора, это что означает - что АЦП может принять 16 разрядов по интерфейсу или что?
А если внутри ЦАП по аналоговому выходу имеется фильтр + внутри ШИМ + погрешности питания и измерения - как понять что "напряжение на выходе становится отличным от 0 вольт"? Оно там всё время будет меняться.
И ещё 100500 других вариантов. Бессмысленное ТЗ...


Так может пойти к "заказчику" и спросить - как его удовлетворить?

Нет. Сначала написать методику, а потом подсовывать ее заказчику. А уж потом корректировать, если не годится.

Вот именно такой "хитрый" план у меня и сложился! )))



Это именно блок внутри большой микросхемы просто для проверки сначала делаем кристалл с блоком, развариваем в подходящем корпусе и проверяем на соответствие ТЗ.

А на счет "спросить как удовлетворить" это лучше пусть начальство занимается оно это великолепно умеет! )



Вот сам не понимаю зачем? Но такой пункт есть помимо всего прочего.
А старожилы раньше просто не проводили измерения и не писали методики измерения ЦАП-ов просто. АЦП были а вот с обратной задачей тупо не сталкивались.

Интересно, как вы доказываете что у АЦП есть 16 разрядов?

А надо ли проверять , кратно ли каждое напряжение напряжению младшего разряда?

В дифференциальной нелинейности учтется.

по хорошему - надо , хотя бы примерно, вес каждого разряда должен быть оценен на соответствие зависимости по двоичной степени, неточное соответствие обязательно скажется в DNL, но это уже иной параметр, со своей собственной методикой проверки

нет, не учтётся. Можете спроектировать ЦАП на 14 разрядов честных(функциональных), объявить что у Вас якобы 16 разрядов но DNL=4-5LSB , будете юридически чисты, но матюков впоследствии не избежите.

А у автора темы такой задачи не стоит Табличка нужна только для отчетности.

Это я заметил, вопрос почти риторический.

Я вот тоже думаю что надо иначе вопросы возникнут типа - "а почему собственно при дрыгании N-ым разрядом на выходе должно быть хх Вольт?".
Пока думаю вывести размер ступени ЦАПа от выходного тока полной шкалы (он тоже измеряется по ТЗ) и из этого составить таблицу для каждого бита из 16-ти.
Остается только вопрос не испортит ли DNL такие измерения.



Да как сказать отчетность разная может быть. Можно же и тему не сдать если что! )))



Этого я пока не знаю (не спрашивал у местных) мне чего то хватило и ЦАПа пока что! )))

не может оно испортить . Допустим что у вас точность промера "веса" каждого разряда 1% ( это круто и более чем достаточно для того чтобы убедить всех в том, что у вас разряды двоично-взвешенные) . Тогда абсолютная ошибка при переходе кода 7FFF на 8000 может дать 0,01/2/2^-15 единиц младшего разряд, что == 164LSB. В этой связи ваши ожидаемые 4LSB DNL никак не проявятся при проверке веса каждого разряда по методике проверки количества двоичных разрядов.

Вы зря натягиваете на конкретный пункт испытаний дополнительные условия, они потянут за собой дополнительные проблемы
Вам надо обозначить что разряд работает и влияет на выходное напряжение. А как он влияет - это вопрос пункта испытания на линейность!


Так спросите как . Для ЦАПа сделайте ровно наоборот.

Согласен! )



Да похоже действительно "натягиваю".

Пока что написал в методике как тут советовали - проверяеться путем "ногодрыгания" по каждому из 16 разрядов меандром с частотой 1кГц и измерение микровольтметром значения выходного напряжения ЦАП.
Осталось дописать остальное и посмотреть что скажет сначала начальство а потом заказчик! )))

А зачем частота? Не стоит усложнять - придется указывать параметры этой частоты, прикручивать поверенный генератор.
Лучше всего - источник напряжения и штекер, который последовательно втыкается в гнезда разрядов. Методика испытаний должна быть как можно проще - для полных "баранов".

А почему не показать работу разрядов с помощью спектроанализатора? Там и один битик можно показать, и полосу.

Потому что тогда заказчику придется еще объяснять связь между разрядами и спектроанализатором.

Ну заказчик же собирается использовать весь диапазон 16-ти битного ЦАПа? Тогда он должен понимать и связь. Иначе странный какой-то заказчик, прям сферический в вакууме.

Это Вы с военной приемкой никогда не общались. Ему ничего не положено понимать, кроме написанного в документации.

Фокус в том что проверкой я буду заниматься сам лично, а вот методика как я буду это делать согласовывается с заказчиком! )))




Вот именно! )))

Самый фокус будет, когда по этой методике вы будете проверять под контролем заказчика, и он вам в процессе задаст еще сотню дополнительных вопросов
Поэтому чем проще - тем меньше вопросов.

Есть надежда что если сами заказчики согласуют методику приемки, то все вопросы уже будут отсылаться к подписанной ими же методике проверки! )))
Вопрос только согласуют ли они такой метод проверки!