MAX9979引腳電子器件集成28個(gè)DAC，可校準(zhǔn)以調(diào)整增益和失調(diào)誤差。校準(zhǔn)由MAX9979的校準(zhǔn)寄存器完成。這種校準(zhǔn)將產(chǎn)生非常線性和精確的驅(qū)動(dòng)器/PMU/比較器/有源負(fù)載，以滿足測(cè)試儀行業(yè)最嚴(yán)格的要求。

介紹

MAX9979為高度線性、雙通道、1.1Gbps引腳電子器件，集成PMU和電平設(shè)置數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）。該器件共集成了 28 個(gè) 16 位 DAC（每通道 14 個(gè)）。通過使用器件的校準(zhǔn)寄存器，這些DAC饋電電平中的每一個(gè)都可以針對(duì)增益和失調(diào)誤差進(jìn)行獨(dú)立調(diào)整。這些寄存器允許MAX9979電平在整個(gè)-1.5V至+6.5V工作范圍內(nèi)校準(zhǔn)至優(yōu)于5mV。本應(yīng)用筆記將解釋如何完成這種校準(zhǔn)。

緩沖器中的增益和失調(diào)誤差

MAX9979內(nèi)部有多個(gè)單位增益緩沖器。如果不進(jìn)行校正，這些緩沖器中的每一個(gè)都會(huì)出現(xiàn)失調(diào)和增益誤差。圖1所示為MAX9979中其中一個(gè)緩沖器的外觀。

圖1.MAX9979電平設(shè)置架構(gòu)

內(nèi)部16位DAC輸出驅(qū)動(dòng)失調(diào)和增益校正單元的輸入，從而校正單位增益緩沖器的失調(diào)和增益誤差。正是這種架構(gòu)在MAX9979的整個(gè)工作范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了高精度、線性、低失調(diào)電平。

MAX9979數(shù)據(jù)資料解釋了失調(diào)和增益校準(zhǔn)寄存器，以及如何利用內(nèi)部串行接口對(duì)這些寄存器進(jìn)行尋址和編程。下一節(jié)說明如何使用MAX9979EVKIT完成校準(zhǔn)。MAX9979評(píng)估（評(píng)估）板提供視覺和實(shí)際結(jié)果（圖2）。

使用MAX9979評(píng)估板校準(zhǔn)MAX9979

圖2.MAX9979評(píng)估板

評(píng)估板如上所示，由圖形用戶界面（GUI）控制，可從Maxim網(wǎng)站下載：

設(shè)置MAX9979評(píng)估板

按照評(píng)估板手冊(cè)中的說明為評(píng)估板上電。

將 DATA0 引腳連接到 0.8V。

將 DATA0/ 引腳連接到 0V。

將 RCV0 引腳連接到 0V。

將 RCV0/ 引腳連接到 0.8V。

將高精度 DVM 連接到 DUT0 引腳。

加載圖形用戶界面軟件。

完成上述設(shè)置后，我們就可以開始校準(zhǔn)了。啟動(dòng)時(shí)，GUI 界面應(yīng)如圖 3 所示。

圖3.啟動(dòng)時(shí)MAX9979 GUI。

單擊“DriveHi CH1/CH0”快速入門。觀察并驗(yàn)證是否使用連接到 DUT0 引腳的 DVM 測(cè)量 3V。

校準(zhǔn)VDH0的程序

失調(diào)調(diào)整 始終在增益之前調(diào)整

失調(diào)。

單擊VDH0的電壓?jiǎn)卧⒅刂脼?.5V。這將DUT0輸出設(shè)置為+1.5V，即-1.5V

使用 DVM 監(jiān)控 DUT 節(jié)點(diǎn)上的電壓。這將不是1.5V，但將從1.5V偏移。

在任一方向上調(diào)整 VDH0 的偏移滑塊，直到 DUT 的測(cè)量電壓接近 1.5V 的編程電壓。完成此操作后，在MAX9979的內(nèi)部校準(zhǔn)寄存器中設(shè)置VDH0的失調(diào)校正電壓。無需進(jìn)一步調(diào)整或移動(dòng)偏移滑塊。

增益調(diào)整

有很多地方可以設(shè)置 VDH0 來校準(zhǔn)增益調(diào)整。您可以將VDH0設(shè)置為-1.5V，調(diào)整增益滑塊，然后將VDH0設(shè)置為+6.5V并檢查測(cè)量電壓。但是，在范圍的極端值存在非線性。當(dāng)VDH0接近VDL0時(shí)，會(huì)出現(xiàn)最大的線性誤差。

更好的方法是始終在最線性的區(qū)域操作設(shè)備。在這種情況下，我們將在VDH0設(shè)置的±1.5V范圍內(nèi)工作。

VDL0 設(shè)置為 -2V。保持先前在上述偏移調(diào)整步驟中設(shè)置的偏移校準(zhǔn)。

將 VDH0 設(shè)置為 0V（與原始設(shè)置相距 -1.5V）。

觀察 DUT 測(cè)量。調(diào)整增益滑塊（保持偏移滑塊不受干擾），直到DUT的輸出盡可能接近0V。

將VDH0設(shè)置為3V（+比原始設(shè)置高1.5V）并觀察DUT的電壓。

讀數(shù)現(xiàn)在應(yīng)該非常接近3.000V。我們的樞軸點(diǎn)被選為+1.5V，增益調(diào)整為±1.5V。如果VDH = 3V時(shí)的讀數(shù)誤差大于預(yù)期（此時(shí)應(yīng)小于2mV），則重復(fù)步驟2至5，在0V和3V處得到對(duì)稱誤差。

完成此操作后，在-1.5V至+6.5V范圍內(nèi)運(yùn)行VDH0掃描。繪制編程電壓和測(cè)量電壓之間的誤差差。

設(shè)置VDH0 = +3V、VDL0 = -2V以及校準(zhǔn)失調(diào)和增益后，GUI界面如圖4所示。VDH0失調(diào)和增益設(shè)置可能與所示不同，因?yàn)樗鼈內(nèi)Q于被測(cè)的特定器件。

圖4.校準(zhǔn)后VDH0失調(diào)和增益寄存器的設(shè)置。

校準(zhǔn)前后的VDH誤差掃描

圖 5 中的注釋：

校準(zhǔn)程序之前的偏移量為：

-1.5V = -27mV

+1.5V = +5mV

+6.5V = +54mV

校準(zhǔn)程序后的偏移量為：

-1.5V = -3mV

+1.5V = -0.1mV

+6.5V = +0.1mV

-1.5V時(shí)的誤差與VDH0接近VDL0有關(guān)。增益的校準(zhǔn)點(diǎn)可以選擇接近-1.5V和接近+6.5V的校準(zhǔn)點(diǎn)。如果這樣做，在-1.5V時(shí)誤差較小，沿掃描曲線至+6.5V的誤差略大。

對(duì)每個(gè)級(jí)別、兩個(gè)通道重復(fù)此過程。要校準(zhǔn)比較器偏移，您需要監(jiān)控比較器輸出并尋找開關(guān)點(diǎn)，或者將比較器置于帶有外部元件的伺服環(huán)路中。

圖5.校準(zhǔn)前后在 DUT0 引腳上測(cè)得的 DVH（典型值）誤差。

保存校準(zhǔn)寄存器設(shè)置

校準(zhǔn)所有寄存器后，GUI界面可能類似于圖6，其中所有失調(diào)和增益寄存器都設(shè)置為其校準(zhǔn)值。假設(shè)已校準(zhǔn)的VDH0以外的水平的DAC值;這些數(shù)字將根據(jù)設(shè)備的校準(zhǔn)進(jìn)行更新。

請(qǐng)注意，我們只是查看 CH0 頁面，但在 GUI 設(shè)置中還有另外三個(gè)頁面用于 CH0 PMU 設(shè)置以及 CH1 驅(qū)動(dòng)程序和 PMU 設(shè)置。完成全面校準(zhǔn)后，所有失調(diào)和增益DAC設(shè)置將顯示在所有GUI頁面上。

這些設(shè)置僅在MAX9979上電時(shí)保留。如果MAX9979關(guān)斷，然后再次上電，所有這些校準(zhǔn)寄存器設(shè)置都將丟失。啟動(dòng)默認(rèn)值將重新出現(xiàn)。

在本例中，這些寄存器通過對(duì)串行接口進(jìn)行編程來更新。終端用戶還需要在上電序列后，使用串行接口將這些校準(zhǔn)常數(shù)編程到MAX9979中。因此，重要的是將這些常數(shù)存儲(chǔ)在一個(gè)表中，并在每次上電時(shí)將該表讀回MAX9979寄存器。

評(píng)估板可以將這些常量存儲(chǔ)在保存的文件中。用戶只需單擊“文件”下拉菜單，單擊“保存”，命名文件，然后定義存儲(chǔ)此文件的位置。現(xiàn)在用戶可以在通電后單擊“文件”下拉菜單，然后單擊“加載”選項(xiàng)。瀏覽到加載保存的校準(zhǔn)文件的位置，MAX9979將完全校準(zhǔn)，隨時(shí)可用。

“文件”下拉菜單中的“保存”和“加載”選項(xiàng)也可用于存儲(chǔ)任何設(shè)置，其中可以包括校準(zhǔn)常數(shù)。借助此功能，您可以一個(gè)接一個(gè)地上傳設(shè)置，從而簡(jiǎn)化MAX9979的表征。

圖6.校準(zhǔn)后的典型失調(diào)和增益設(shè)置。

總結(jié)

通過調(diào)整每個(gè)DAC的失調(diào)和增益位，可以校準(zhǔn)MAX9979電平，MAX9979由其內(nèi)部16位DAC提供。這種校準(zhǔn)將產(chǎn)生非常線性和精確的驅(qū)動(dòng)器/PMU/比較器/有源負(fù)載，以滿足測(cè)試儀行業(yè)最嚴(yán)格的要求。所有這些功能都集成在MAX9979引腳電子器件中。

通過使用本文討論的方法和MAX9979數(shù)據(jù)資料，您將能夠測(cè)試、表征和利用器件的所有功能。

審核編輯：郭婷