Problematiche relative alla caratterizzazione di un convertitore A/D pipeline 14bit 100MHz

Il punto ora è come stimare la INL in modo il più accurato possibile. Esistono vari metodi, sia lavorando nel dominio del tempo che in quello della frequenza: nel nostro caso si è scelto un test basato su istogrammi, denominato metodo di misura “ a densità di codice”. Sostanzialmente, consiste nell’inviare in ingresso un segnale analogico di cui sia nota la densità di codice, per poi valutare quella rilevata all’uscita dell’ADC e stimare la differenza tra il caso ideale e quello reale.

In particolare, si è utilizzata una sinusoide (come spesso si usa per misure a densità di codice), semplice da generare con buona precisione e dalla densità di probabilità ben nota. I vantaggi di questa tecnica sono principalmente due: la complessità, teorica
e computazionale, dell’algoritmo è molto contenuta.

Inoltre, è possibile avvicinarsi in modo arbitrario con la varianza dello stimatore al limite inferiore di Cramer-Rao. Il rovescio della medaglia si presenta nella necessità di un numero molto elevato di acquisizioni (qualche milione di campioni per risoluzioni oltre i 12 bit) per ottenere una accuratezza inferiore ad un LSB nella stima della INL. Se si pensa che la fase di testing di circuiti integrati , a causa dei suoi tempi, copre mediamente la metà dell’intero budget di progetto, ê chiaro quanto sia forte la necessità di trovare nuove modalità di test, che permettano di risparmiare tempo senza perdere accuratezza. Per un ADC ad esempio, è plausibile pensare ad un test come quello appena illustrato per una stima precisa della INL su un prototipo di preproduzione, al fine di saggiare la bontà del progetto. Questo test potrebbe essere svolto sulla base di duecento acquisizioni, ognuna delle quali composta da 65536 samples, per un totale di qualche milione di campioni.
Allo stato attuale della potenza dei calcolatori, elaborare questa mole di dati richiede in tutto poche ore: un tempo accettabile con le premesse effettuate, ma insostenibile se si volesse sottoporre ogni componente che esce dalla catena di montaggio ad una simile prova: i costi relativi inciderebbero in modo eccessivo sul costo finale dell’integrato.
A tal scopo, sono allo studio algoritmi che consentano di ottenere risultati paragonabili alle misure con tecnica tradizionale, ma che richiedano un numero minore di record dati.