1.6. Поиск неисправностей в цифроаналоговых

преобразователях

Цифроаналоговые преобразователи — это устройства, включающие как цифровые так и аналоговые элементы. На цифровых входах можно использовать логические пробники и импульсные генераторы функций, на аналоговом же выходе следует применять аналоговые измерительные приборы или осциллограф. В общем случае можно выделить два пути испытания работоспособности схем с ЦАП: тест стати­ческой точностиитест ступенчатой функции.

Тест статической точности включает процедуру установки на двоичных входах фиксированного значения и измерения выходного аналогового сигнала высокоточ­ным вольтметром или амперметром. Этот тест проводится с целью проверки согласо­вания выходного значения с ожидаемым значением из указанного диапазона точно­сти для данного ЦАП. Если значение сигнала на выходе превышает пределы уста­новленного диапазона, в этом случае можно выделить несколько возможных причин такой неисправности. Приведем некоторые из них:

* Дрейф номиналов внутренних компонентов ЦАП (например, дрейф сопротивле­ний резисторов) под воздействием температуры, процессов старения или других факторов. Такое изменение параметров может запросто привести к появлению на выходе устройства значений, выходящих за пределы установленного диапазона.

* Разомкнутые или накоротко замкнутые двоичные входы. В результате разрыва цепи сигнал с какого-то входа может не поступить на устройство, следовательно, в общем выходном сигнале будет отсутствовать вес этого разряда. Если же про­изойдет замыкание, то в аналоговом выходном сигнале постоянно будет присут­ствовать вес какого-то конкретного разряда. Сложность определения таких си­туаций зависит от старшинства разрядов, в которых происходит сбой.

* Неисправный источник опорного напряжения. Так как амплитуда выходного сигнала напрямую зависит от напряжения U_оп, то легко можно получить резуль­таты, которые идут вразрез к предполагаемому диапазону возможных значений напряжений или токов. В тех случаях, когда источник опорного напряжения является внешним по отношению к микросхеме цифроаналогового преобразова­теля, опорное напряжение легко проверить с помощью цифрового вольтметра, но в случае, если этот источник интегрирован на плату, проверка значительно ус­ложняется. Исключение составляют только те интегральные схемы, в которых опорное напряжение выведено на специальный вывод.

*Слишком большая погрешность смещения нуля, вызванная процессами старения или влиянием температуры. Данная погрешность приводит к тому, что реаль­ный выходной сигнал все время отличается от ожидаемого на постоянную вели­чину. Если ЦАП имеет внешнюю схему подстройки смещения, то такую ошибку легко устранить, но изменение рабочих температур может опять привести к ее повторному появлению.

Тест ступенчатой функции применяется для проверки монотонности цифроаналогового преобразователя, т.е. в его ходе мы проверяем соответствие последовательного увеличения ступенчатой функции на выходе ЦАП последовательному увеличению двоичного входного кода (см. рис.3).

Ступени полученной функции должны меть одинаковый шаг; кроме того, не должно быть пропущенных ступеней или участков, на которых функция уменьшается, а не увеличивается. Этот тест выявляет те внутренние или внешние неполадки ЦАП, которые влияют на входные сигналы и приводят к появлению в выходной функции неправильных участков.