導致ADC性能下降的四個因素是:集成和測試能力、溫度變化和工藝技術。
集成和測試能力
由于客戶使用的設備主要是數字設備,因此數字測試功能優先于模擬測試功能。從效率和成本的角度來看,這是有道理的,但它會影響模擬性能。
當模擬參數“通過設計保證”或“通過表征保證”時,這意味著要么不獲取數據,要么獲取非常有限的數據來保證參數。當制造工藝發生轉變或制造材料集發生變化時會發生什么?參數可能會發生變化,可能會與公布的數據手冊值發生明顯偏差。如果不測試模擬參數,則器件性能將不再與公布的數據手冊參數匹配。這可能會導致系統級性能問題。
即使對設備進行了表征,也可以在給定條件下在有限數量的設備上完成。問題在于,示例中的客戶需要所有條件下所有設備的精度和準確度。這一點非常重要,因為許多傳感器在溫度和施加負載范圍內是非線性的。此外,許多質量工程師一直受到ADI質量和可靠性問題的困擾,不是因為它們不符合參數規格,而是因為它們在器件之間或批次之間差異很大。
溫度變化
由于集成ADC沒有規定直流規格隨溫度的變化,因此客戶忽略了這些誤差源。集成ADC升溫時不僅會出現溫度效應,而且測試車間和測試設備也會增加電路板溫度??蛻魧嶋H記錄的廢品率變化取決于這些測試臺面溫度變化的時間變化。
工藝技術
工藝技術對ADC性能的影響是違反直覺的。并不是小型工藝技術中固有的更高噪聲或更快的MCU速度導致了廢品率的提高。這是高速MCU的意外后果。設計工程師被指示升級到更快的MCU,以添加更多濾波以提高系統的精度。問題在于更多的濾波引入了1/f噪聲,從而增加了噪聲和廢品率。
重要的是要注意如何使用數字技術來提高模擬性能。通過使用數字校準技術可以提高系統的準確性。通過使用平均等數字技術可以提高系統的精度。但是,由于1/f噪聲和漂移,可以提高多少精度是有限的。隨著參數開始漂移,漂移的影響抵消了數字技術的改進。
客戶是如何解決問題的?客戶確定影響精度的關鍵直流規格是:INL、DNL、失調、失調漂移、增益和增益漂移。
令人驚訝的是,他們使用的設備中指定的唯一參數是失調和增益。最終,客戶選擇使用獨立ADC,該ADC在整個溫度范圍內完全指定了所有直流參數。此外,他們能夠降低MCU中的數字濾波要求,從而降低系統所需的處理速度。他們的廢品率和測試變化急劇下降,產品質量得到提高。
在評估器件的模擬性能時,了解精度和準確度之間的差異非常重要。如果只需要測量的可重復性,那么指定精度的參數很重要。如果您需要測量結果匹配或滿足預期值或時間和溫度,那么準確性至關重要。
審核編輯:郭婷
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