校准MAX9979引脚电子器件
校准max9979引脚电子器件
摘要：max9979引脚电子器件集成了28路dac，可对这些dac进行校准，调整其增益误差和失调误差。通过max9979内部校准寄存器实现校准，校准后可以得到高线性、高精度的驱动器/pmu/比较器/有源负载，满足测试行业最为苛刻的要求。
引言 max9979为高线性度、双通道、1.1gbps引脚电子，集成了pmu和电平设置数/模转换器(dac)。该器件共集成了28路16位dac (每通道14路)。利用器件内部校准寄存器，可对每路施加电平dac进行单独的增益误差和失调误差调整。这些寄存器允许max9979的电平在整个-1.5v至+6.5v工作范围内校准到优于5mv，本应用笔记将说明如何实现该校准。
缓冲器的增益误差和失调误差 max9979内部有许多单位增益缓冲器。如果没有经过校准，每个缓冲器都会产生失调和增益误差，图1所示为max9979内部一个缓冲器的结构图。
图1. max9979电平设置结构图
内部16位dac输出驱动失调和增益校准单元的输入，校准单元用于对单位增益缓冲器的失调和增益误差进行校准。正是这种结构能够在max9979的整个工作范围内实现高精度、高线性度和低失调电平。
max9979数据资料给出了失调和增益校准寄存器说明，同时也介绍了如何通过内部串行接口对这些寄存器进行访问和编程。下面部分阐述如何使用max9979evkit进行校准，max9979 ev (评估)板提供了图片和实际结果(图2)。
利用max9979evkit校准max9979
图2. max9979evkit
上图所示评估板通过图形用户界面(gui)进行控制，该软件可从maxim网站下载。
max9979evkit电路板设置 按照评估板手册提供的指令对评估板上电。 将data0引脚连接到0.8v。 将data0/引脚连接到0v。 将rcv0引脚连接到0v。 将rcv0/引脚连接到0.8v。 将高精密dvm连接到dut0引脚。 装载gui软件。 完成上述设置后，我们准备开始校准。启动gui后可以看到图3所示界面。
图3. 启动后的max9979 gui
点击drivehi ch1/ch0快速启动，观察并验证连接到dut0引脚的dvm可以测到3v电压。
校准vdh0的步骤 失调调整
始终在调整增益之前调整失调。 点击vdh0电压单元，将其复位到1.5v。这将使dut0输出设置为+1.5v，该电压为-1.5v < vdh0 < +6.5v工作范围的中间值。设置vdl0为-2.0v，确保在vdh0逼近vdl0时，vdh0和vdl0之间的压差至少为0.5v。 用dvm检测dut端的电压。该电压不是1.5v，相对于1.5v存在一个失调。 在两个方向上调整vdh0的失调滑动条，直到dut端测量到的电压接近1.5v设置电压。至此，即已完成vdh0在max9979内部校准寄存器的失调校准电压编程。不再需要任何调整或移动失调滑动条。
增益调整
可以在多个点设置vdh0，调整增益校准。可以设置vdh0为-1.5v，调整增益滑动条，然后设置vdh0为+6.5v并验证测量电压。然而，在量程端点时具有非线性，当vdh0逼近vdl0时会产生最大线性误差。
最好的方法是保证器件一直工作在线性最好的区域，这种情况下，可以将vdh0设置在±1.5v之间。 vdl0设置为-2v，保持通过上述失调调整步骤设置的失调校准值。 设置vdh0为0v (偏离原始设置-1.5v)。 观察dut测量值，调整增益滑动条(保证失调滑动条不动)直到dut输出尽可能接近0v。 设置vdh0为3v (高于原始设置+1.5v)并观察dut电压。 此时，读数应该非常接近3.000v。选择+1.5v作为中心点并对该中心点附近±1.5v进行增益调整。如果在vdh = 3v时的读数误差大于预期值(此时应该小于2mv)，则重复步骤2至步骤5，使在0v和3v时的误差对称。 完成调整后，对vdh0从-1.5v至+6.5v进行扫描。画出编程电压和测量电压的误差偏差图。 设置vdh0 = +3v，vdl0 = -2v，在完成失调和增益校准后，gui界面如图4所示。vdh0失调和增益设置可能与图示不同，该设置取决于被测试的特定器件。
图4. 校准后vdh0的失调和增益寄存器设置
校准前后vdh误差扫描 图5数据说明：
校准前失调电压为： -1.5v = -27mv +1.5v = +5mv +6.5v = +54mv 校准后失调电压为： -1.5v = -3mv +1.5v = -0.1mv +6.5v = +0.1mv 在-1.5v处的误差与vdh0逼近vdl0的程度有关。对增益的校准点应该选择在接近-1.5v和+6.5v。此时，在-1.5v处的误差将会减小，沿着扫描曲线达到+6.5v时误差会略微增大。
针对两个通道的每个电平重复进行校准步骤。校准比较器失调需要监测比较器输出并观察转换点，或通过外部器件将比较器置于伺服环中。
图5. 校准前后dut0引脚处的dvh (典型值)的误差测量
保存校准寄存器设置 完成所有寄存器校准后，gui接口如图6所示，所有失调和增益寄存器均设置在它们的校准值。除了经过校准的vdh0电平外，其它dac值为假设数值；对器件进行校准，这些数据会随之更新。
注意我们只是观察了ch0页，在gui设置中还有3个其它页面，用于ch0 pmu设置以及ch1的驱动器、pmu设置。完成所有校准后，全部失调和增益的dac设置将显示在所有gui页面。
这些设置只有在max9979上电时保持。如果max9979断电后重新上电，所有这些校准寄存器的设置将丢失，显示为上电默认值。
此时，通过串行接口编程可以更新这些寄存器。终端用户还需要在上电后通过串行接口将这些校准常数写入max9979。因此，将这些常数保存到数据表，并在每次上电后将表中内容读回到max9979寄存器非常重要。
评估板可以将这些常数存储到一个文件进行保存。用户只需点击“file”下拉菜单，点击“save”，命名一个文件，然后定义存储该文件的位置。用户在上电后可以点击“file”下拉菜单，并点击“load”选项。选择保存校准文件的位置进行加载，即可对max9979进行全面校准，以便随后使用。
“file”下拉菜单的“save”和“load”选项还可用于存储任何设置，包括校准常数。利用该功能，用户可以逐步装载数据，简化特定max9979的使用。
图6. 校准后的失调和增益典型设置
结论 max9979电平由其内部提供的16位dac设置，通过对每个dac的失调和增益位进行调整即可实现max9979电平的校准。校准后可以得到一个高线性度、高精度的驱动器/pmu/比较器/有源负载，满足测试行业的严格要求。所有这些功能已经集成在max9979引脚电子器件内。
使用本文讨论的方法，借助max9979数据资料，可以对器件的所有功能进行测试、分析和应用。
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摘要：max9979引脚电子器件集成了28路dac，可对这些dac进行校准，调整其增益误差和失调误差。通过max9979内部校准寄存器实现校准，校准后可以得到高线性、高精度的驱动器/pmu/比较器/有源负载，满足测试行业最为苛刻的要求。
引言 max9979为高线性度、双通道、1.1gbps引脚电子，集成了pmu和电平设置数/模转换器(dac)。该器件共集成了28路16位dac (每通道14路)。利用器件内部校准寄存器，可对每路施加电平dac进行单独的增益误差和失调误差调整。这些寄存器允许max9979的电平在整个-1.5v至+6.5v工作范围内校准到优于5mv，本应用笔记将说明如何实现该校准。
缓冲器的增益误差和失调误差 max9979内部有许多单位增益缓冲器。如果没有经过校准，每个缓冲器都会产生失调和增益误差，图1所示为max9979内部一个缓冲器的结构图。
图1. max9979电平设置结构图
内部16位dac输出驱动失调和增益校准单元的输入，校准单元用于对单位增益缓冲器的失调和增益误差进行校准。正是这种结构能够在max9979的整个工作范围内实现高精度、高线性度和低失调电平。
max9979数据资料给出了失调和增益校准寄存器说明，同时也介绍了如何通过内部串行接口对这些寄存器进行访问和编程。下面部分阐述如何使用max9979evkit进行校准，max9979 ev (评估)板提供了图片和实际结果(图2)。
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图2. max9979evkit
上图所示评估板通过图形用户界面(gui)进行控制，该软件可从maxim网站下载。
max9979evkit电路板设置 按照评估板手册提供的指令对评估板上电。 将data0引脚连接到0.8v。 将data0/引脚连接到0v。 将rcv0引脚连接到0v。 将rcv0/引脚连接到0.8v。 将高精密dvm连接到dut0引脚。 装载gui软件。 完成上述设置后，我们准备开始校准。启动gui后可以看到图3所示界面。
图3. 启动后的max9979 gui
点击drivehi ch1/ch0快速启动，观察并验证连接到dut0引脚的dvm可以测到3v电压。
校准vdh0的步骤 失调调整
始终在调整增益之前调整失调。 点击vdh0电压单元，将其复位到1.5v。这将使dut0输出设置为+1.5v，该电压为-1.5v < vdh0 < +6.5v工作范围的中间值。设置vdl0为-2.0v，确保在vdh0逼近vdl0时，vdh0和vdl0之间的压差至少为0.5v。 用dvm检测dut端的电压。该电压不是1.5v，相对于1.5v存在一个失调。 在两个方向上调整vdh0的失调滑动条，直到dut端测量到的电压接近1.5v设置电压。至此，即已完成vdh0在max9979内部校准寄存器的失调校准电压编程。不再需要任何调整或移动失调滑动条。
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可以在多个点设置vdh0，调整增益校准。可以设置vdh0为-1.5v，调整增益滑动条，然后设置vdh0为+6.5v并验证测量电压。然而，在量程端点时具有非线性，当vdh0逼近vdl0时会产生最大线性误差。
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“file”下拉菜单的“save”和“load”选项还可用于存储任何设置，包括校准常数。利用该功能，用户可以逐步装载数据，简化特定max9979的使用。
图6. 校准后的失调和增益典型设置
结论 max9979电平由其内部提供的16位dac设置，通过对每个dac的失调和增益位进行调整即可实现max9979电平的校准。校准后可以得到一个高线性度、高精度的驱动器/pmu/比较器/有源负载，满足测试行业的严格要求。所有这些功能已经集成在max9979引脚电子器件内。
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