數模轉換器（DAC）檢測技術及檢測項目詳解

1. 概述

2. 核心檢測項目及方法

2.1 靜態參數測試

1. • 定義：DAC可輸出的最小電壓變化量，由位數（如12位、16位）決定。
   • 測試方法：輸入全量程數字碼，測量輸出模擬量步進值，驗證是否滿足理論值（LSB = Vref / 2^N）。
2. • 定義：輸入為最小值（0x0000）時，實際輸出與理想值的偏差。
   • 測試方法：輸入0x0000，用高精度電壓表測量輸出，計算偏差值。
3. • 定義：輸入為最大值（0xFFFF）時，實際輸出與理想值的偏差。
   • 測試方法：輸入全1碼，測量輸出并與理論值（Vref - 1 LSB）對比。
4. • INL：實際輸出與理想直線的最大偏差，反映整體線性度。
   • DNL：相鄰碼值間的實際步進與理想步進的偏差，體現局部誤差。
   • 測試方法：通過碼密度測試（Code Density Test）或直方圖分析法，逐碼掃描并記錄輸出。

2.2 動態參數測試

1. • 定義：輸出信號功率與噪聲功率的比值，單位dB。
   • 測試方法：輸入滿幅正弦波信號，用頻譜分析儀測量輸出信號的SNR。
2. • 定義：輸出信號中諧波分量與基波分量的比值。
   • 測試方法：輸入單頻正弦波，分析輸出頻譜中2次、3次等諧波成分的功率總和。
3. • 定義：基波信號幅值與最大雜散分量幅值的差值。
   • 測試方法：頻譜分析儀捕捉輸出信號，定位最大雜散分量并計算SFDR。
4. • 定義：輸入階躍信號后，輸出穩定到目標精度范圍內所需時間。
   • 測試方法：使用高速示波器觀測輸出波形，測量從跳變到穩定的時間。

2.3 環境適應性測試

1. • 高溫（+85℃）、低溫（-40℃）環境下測試零點誤差、增益誤差等參數漂移。
2. • 在標稱電壓±10%范圍內改變供電電壓，檢測輸出精度是否滿足要求。
3. • 注入電源噪聲或電磁干擾（EMI），觀察輸出信號的信噪比變化。

2.4 功能與接口測試

1. • 測試SPI/I2C等數字接口的時序、數據幀格式是否符合規范。
2. • 測量靜態功耗（待機模式）和動態功耗（滿負荷工作狀態）。
3. • 針對多通道DAC，驗證各通道間增益、偏移的一致性。

3. 檢測設備及標準

• 主要設備：高精度數字萬用表、信號發生器、頻譜分析儀、示波器、溫控箱。
• 參考標準：
  • IEC 60748-4（半導體器件通用標準）
  • JESD99（JEDEC DAC測試規范）
  • GB/T 17573-1998（中國電子元器件測試標準）

4. 總結

• 音頻設備：側重THD、SNR、動態范圍；
• 工業控制：優先驗證溫度漂移和長期穩定性；
• 高速通信：關注建立時間、SFDR和接口時序。