引言
MAX9979為高線性度、雙通道、1.1Gbps引腳電子，集成了PMU和電平設(shè)置數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)。該器件共集成了28路16位DAC (每通道14路)。利用器件內(nèi)部校準寄存器，可對每路施加電平DAC進行單獨的增益誤差和失調(diào)誤差調(diào)整。這些寄存器允許MAX9979的電平在整個-1.5V至+6.5V工作范圍內(nèi)校準到優(yōu)于5mV，本應用筆記將說明如何實現(xiàn)該校準。
緩沖器的增益誤差和失調(diào)誤差
MAX9979內(nèi)部有許多單位增益緩沖器。如果沒有經(jīng)過校準，每個緩沖器都會產(chǎn)生失調(diào)和增益誤差，圖1所示為MAX9979內(nèi)部一個緩沖器的結(jié)構(gòu)圖。
圖1. MAX9979電平設(shè)置結(jié)構(gòu)圖
內(nèi)部16位DAC輸出驅(qū)動失調(diào)和增益校準單元的輸入，校準單元用于對單位增益緩沖器的失調(diào)和增益誤差進行校準。正是這種結(jié)構(gòu)能夠在MAX9979的整個工作范圍內(nèi)實現(xiàn)高精度、高線性度和低失調(diào)電平。
MAX9979數(shù)據(jù)資料給出了失調(diào)和增益校準寄存器說明，同時也介紹了如何通過內(nèi)部串行接口對這些寄存器進行訪問和編程。下面部分闡述如何使用MAX9979EVKIT進行校準，MAX9979 EV (評估)板提供了圖片和實際結(jié)果(圖2)。
利用MAX9979EVKIT校準MAX9979
圖2. MAX9979EVKIT
上圖所示評估板通過圖形用戶界面(GUI)進行控制，該軟件可從Maxim網(wǎng)站下載。
MAX9979EVKIT電路板設(shè)置
按照評估板手冊提供的指令對評估板上電。
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。
將高精密DVM連接到DUT0引腳。
裝載GUI軟件。
完成上述設(shè)置后，我們準備開始校準。啟動GUI后可以看到圖3所示界面。
圖3. 啟動后的MAX9979 GUI
點擊DriveHi CH1/CH0快速啟動，觀察并驗證連接到DUT0引腳的DVM可以測到3V電壓。
校準VDH0的步驟
失調(diào)調(diào)整
始終在調(diào)整增益之前調(diào)整失調(diào)。
點擊VDH0電壓單元，將其復位到1.5V。這將使DUT0輸出設(shè)置為+1.5V，該電壓為-1.5V < VDH0 < +6.5V工作范圍的中間值。設(shè)置VDL0為-2.0V，確保在VDH0逼近VDL0時，VDH0和VDL0之間的壓差至少為0.5V。
用DVM檢測DUT端的電壓。該電壓不是1.5V，相對于1.5V存在一個失調(diào)。
在兩個方向上調(diào)整VDH0的失調(diào)滑動條，直到DUT端測量到的電壓接近1.5V設(shè)置電壓。至此，即已完成VDH0在MAX9979內(nèi)部校準寄存器的失調(diào)校準電壓編程。不再需要任何調(diào)整或移動失調(diào)滑動條。
增益調(diào)整
可以在多個點設(shè)置VDH0，調(diào)整增益校準。可以設(shè)置VDH0為-1.5V，調(diào)整增益滑動條，然后設(shè)置VDH0為+6.5V并驗證測量電壓。然而，在量程端點時具有非線性，當VDH0逼近VDL0時會產(chǎn)生最大線性誤差。
最好的方法是保證器件一直工作在線性最好的區(qū)域，這種情況下，可以將VDH0設(shè)置在±1.5V之間。
VDL0設(shè)置為-2V，保持通過上述失調(diào)調(diào)整步驟設(shè)置的失調(diào)校準值。
設(shè)置VDH0為0V (偏離原始設(shè)置-1.5V)。
觀察DUT測量值，調(diào)整增益滑動條(保證失調(diào)滑動條不動)直到DUT輸出盡可能接近0V。
設(shè)置VDH0為3V (高于原始設(shè)置+1.5V)并觀察DUT電壓。
此時，讀數(shù)應該非常接近3.000V。選擇+1.5V作為中心點并對該中心點附近±1.5V進行增益調(diào)整。如果在VDH = 3V時的讀數(shù)誤差大于預期值(此時應該小于2mV)，則重復步驟2至步驟5，使在0V和3V時的誤差對稱。
完成調(diào)整后，對VDH0從-1.5V至+6.5V進行掃描。畫出編程電壓和測量電壓的誤差偏差圖。
設(shè)置VDH0 = +3V，VDL0 = -2V，在完成失調(diào)和增益校準后，GUI界面如圖4所示。VDH0失調(diào)和增益設(shè)置可能與圖示不同，該設(shè)置取決于被測試的特定器件。
圖4. 校準后VDH0的失調(diào)和增益寄存器設(shè)置
校準前后VDH誤差掃描
圖5數(shù)據(jù)說明：
校準前失調(diào)電壓為：
-1.5V = -27mV
+1.5V = +5mV
+6.5V = +54mV
校準后失調(diào)電壓為：
-1.5V = -3mV
+1.5V = -0.1mV
+6.5V = +0.1mV
在-1.5V處的誤差與VDH0逼近VDL0的程度有關(guān)。對增益的校準點應該選擇在接近-1.5V和+6.5V。此時，在-1.5V處的誤差將會減小，沿著掃描曲線達到+6.5V時誤差會略微增大。
針對兩個通道的每個電平重復進行校準步驟。校準比較器失調(diào)需要監(jiān)測比較器輸出并觀察轉(zhuǎn)換點，或通過外部器件將比較器置于伺服環(huán)中。
圖5. 校準前后DUT0引腳處的DVH (典型值)的誤差測量
下載文檔
