如何校准MAX9979引脚电子器件

MAX9979引脚电子器件集成28个DAC，可校准以调整增益和失调误差。校准由MAX9979的校准寄存器完成。这种校准将产生非常线性和精确的驱动器/PMU/比较器/有源负载，以满足测试仪行业最严格的要求。

介绍

MAX9979为高度线性、双通道、1.1Gbps引脚电子器件，集成PMU和电平设置数模转换器（DAC）。该器件共集成了 28 个 16 位 DAC（每通道 14 个）。通过使用器件的校准寄存器，这些DAC馈电电平中的每一个都可以针对增益和失调误差进行独立调整。这些寄存器允许MAX9979电平在整个-1.5V至+6.5V工作范围内校准至优于5mV。本应用笔记将解释如何完成这种校准。

缓冲器中的增益和失调误差

MAX9979内部有多个单位增益缓冲器。如果不进行校正，这些缓冲器中的每一个都会出现失调和增益误差。图1所示为MAX9979中其中一个缓冲器的外观。

图1.MAX9979电平设置架构

内部16位DAC输出驱动失调和增益校正单元的输入，从而校正单位增益缓冲器的失调和增益误差。正是这种架构在MAX9979的整个工作范围内实现了高精度、线性、低失调电平。

MAX9979数据资料解释了失调和增益校准寄存器，以及如何利用内部串行接口对这些寄存器进行寻址和编程。下一节说明如何使用MAX9979EVKIT完成校准。MAX9979评估（评估）板提供视觉和实际结果（图2）。

使用MAX9979评估板校准MAX9979

图2.MAX9979评估板

评估板如上所示，由图形用户界面（GUI）控制，可从Maxim网站下载：

设置MAX9979评估板

按照评估板手册中的说明为评估板上电。

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。

将高精度 DVM 连接到 DUT0 引脚。

加载图形用户界面软件。

完成上述设置后，我们就可以开始校准了。启动时，GUI 界面应如图 3 所示。

图3.启动时MAX9979 GUI。

单击“DriveHi CH1/CH0”快速入门。观察并验证是否使用连接到 DUT0 引脚的 DVM 测量 3V。

校准VDH0的程序

失调调整 始终在增益之前调整

失调。

单击VDH0的电压单元并重置为1.5V。这将DUT0输出设置为+1.5V，即-1.5V

使用 DVM 监控 DUT 节点上的电压。这将不是1.5V，但将从1.5V偏移。

在任一方向上调整 VDH0 的偏移滑块，直到 DUT 的测量电压接近 1.5V 的编程电压。完成此操作后，在MAX9979的内部校准寄存器中设置VDH0的失调校正电压。无需进一步调整或移动偏移滑块。

增益调整

有很多地方可以设置 VDH0 来校准增益调整。您可以将VDH0设置为-1.5V，调整增益滑块，然后将VDH0设置为+6.5V并检查测量电压。但是，在范围的极端值存在非线性。当VDH0接近VDL0时，会出现最大的线性误差。

更好的方法是始终在最线性的区域操作设备。在这种情况下，我们将在VDH0设置的±1.5V范围内工作。

VDL0 设置为 -2V。保持先前在上述偏移调整步骤中设置的偏移校准。

将 VDH0 设置为 0V（与原始设置相距 -1.5V）。

观察 DUT 测量。调整增益滑块（保持偏移滑块不受干扰），直到DUT的输出尽可能接近0V。

将VDH0设置为3V（+比原始设置高1.5V）并观察DUT的电压。

读数现在应该非常接近3.000V。我们的枢轴点被选为+1.5V，增益调整为±1.5V。如果VDH = 3V时的读数误差大于预期（此时应小于2mV），则重复步骤2至5，在0V和3V处得到对称误差。

完成此操作后，在-1.5V至+6.5V范围内运行VDH0扫描。绘制编程电压和测量电压之间的误差差。

设置VDH0 = +3V、VDL0 = -2V以及校准失调和增益后，GUI界面如图4所示。VDH0失调和增益设置可能与所示不同，因为它们取决于被测的特定器件。

图4.校准后VDH0失调和增益寄存器的设置。

校准前后的VDH误差扫描

图 5 中的注释：

校准程序之前的偏移量为：

-1.5V = -27mV

+1.5V = +5mV

+6.5V = +54mV

校准程序后的偏移量为：

-1.5V = -3mV

+1.5V = -0.1mV

+6.5V = +0.1mV

-1.5V时的误差与VDH0接近VDL0有关。增益的校准点可以选择接近-1.5V和接近+6.5V的校准点。如果这样做，在-1.5V时误差较小，沿扫描曲线至+6.5V的误差略大。

对每个级别、两个通道重复此过程。要校准比较器偏移，您需要监控比较器输出并寻找开关点，或者将比较器置于带有外部元件的伺服环路中。

图5.校准前后在 DUT0 引脚上测得的 DVH（典型值）误差。

保存校准寄存器设置

校准所有寄存器后，GUI界面可能类似于图6，其中所有失调和增益寄存器都设置为其校准值。假设已校准的VDH0以外的水平的DAC值;这些数字将根据设备的校准进行更新。

请注意，我们只是查看 CH0 页面，但在 GUI 设置中还有另外三个页面用于 CH0 PMU 设置以及 CH1 驱动程序和 PMU 设置。完成全面校准后，所有失调和增益DAC设置将显示在所有GUI页面上。

这些设置仅在MAX9979上电时保留。如果MAX9979关断，然后再次上电，所有这些校准寄存器设置都将丢失。启动默认值将重新出现。

在本例中，这些寄存器通过对串行接口进行编程来更新。终端用户还需要在上电序列后，使用串行接口将这些校准常数编程到MAX9979中。因此，重要的是将这些常数存储在一个表中，并在每次上电时将该表读回MAX9979寄存器。

评估板可以将这些常量存储在保存的文件中。用户只需单击“文件”下拉菜单，单击“保存”，命名文件，然后定义存储此文件的位置。现在用户可以在通电后单击“文件”下拉菜单，然后单击“加载”选项。浏览到加载保存的校准文件的位置，MAX9979将完全校准，随时可用。

“文件”下拉菜单中的“保存”和“加载”选项也可用于存储任何设置，其中可以包括校准常数。借助此功能，您可以一个接一个地上传设置，从而简化MAX9979的表征。

图6.校准后的典型失调和增益设置。

总结

通过调整每个DAC的失调和增益位，可以校准MAX9979电平，MAX9979由其内部16位DAC提供。这种校准将产生非常线性和精确的驱动器/PMU/比较器/有源负载，以满足测试仪行业最严格的要求。所有这些功能都集成在MAX9979引脚电子器件中。

通过使用本文讨论的方法和MAX9979数据资料，您将能够测试、表征和利用器件的所有功能。

审核编辑：郭婷