Integrated当ウェブサイトを利用することによりクッキーの使用に同意したことになります。すべてのデータコンバータシステムは、電圧リファレンスを必要とします。高精度なシステムには多数の誤差の原因がありますがその中で最も重要なものの1つがシステムのゲイン誤差です。このゲイン誤差は、いくつかの方法で較正することが可能です。ディジタル方式の較正が一般的ですが、誤差が伴うため、分解能の増大によって補正することになります。電圧リファレンスの調整によって較正を行うことも可能であり、この方法の場合は誤差が伴いません。このアプリケーションノートでは、ディジタルポテンショメータを使用して電圧リファレンスを調整する方法を説明します。ゲイン誤差の問題トレーニングで良く出題される質問の1つに、データコンバータシステムではどのくらいの分解能のディスクリート電圧リファレンスを使用するか、というものがあります。初心者の解答は、通常は10~12ビットの範囲になります。間違いではありませんが、これは引っかけ問題です。分解能と精度は別個の実体である、というのが本当の答えです。正しい、最良の解答を一般的な言葉で分かりやすく表現すると、高分解能のデータコンバータは低分解能のデータコンバータより高精度である、ということになります。この答えでもまだ十分ではありません。正確なリファレンス、較正、またはその両方によって、低い分解能を使用するシステムで高い精度を実現することが可能です。多数の要因がデータコンバータシステムの精度に影響を与えますが、その中で最も重要なものの1つがシステムのゲイン誤差です。ゲイン誤差は、DACについて次の図1に示すように、オフセット誤差を無視した最大コードでの理想値からの偏差として定義されます。ADCについても同様に定義されます。ゲイン誤差とオフセット誤差ディジタル方式によるゲイン誤差の較正ゲイン誤差は、アナログ信号チェーンの非理想的な利得と、電圧リファレンスの誤差によって発生します。この誤差は、ディジタル方式で較正することが可能です。ディジタル方式の場合、より高分解能のコンバータをシステムで使用する必要があり、簡単にコスト増大につながる可能性があります。このディジタル方式について、誇張した例を使用して以下に示します。理想的なDACと非理想的なアナログ出力アンプを使用してシステムをモデル化しています(図2)。説明を単純にするため、DACの分解能は4ビットのみであると仮定します。1の理想的な状況を考えます。次に、より現実的な、ただし誇張された状況を考えます。2.75Vになります。ルックアップテーブルを使用してDACコードを変更するか、ディジタル領域でアルゴリズムを実装することによって、システムをディジタル方式で較正することができます。0.909を乗算します(図3)。理想的な較正なしのシステムおよび較正済みの現実的なシステムの特性もグラフで示します。ディジタル方式で較正したDACシステム図3に、理想的なDACの特性と、ゲイン誤差が+10%の較正がない場合の特性を示します。DACコードを変更することによって、+10%のゲイン誤差を較正することができます。このアプローチに問題が伴うことは、較正されたコードおよび微分非直線性(DNL)を見れば明らかです。最初は、DACコードが正常に増大しています。DNLは一定の正の値になっています。INLまで増大した段階で、入力コード5から6にかけて較正済みコードが増大しなくなっています。LSBだけ戻されることが分かります。これに対する唯一の回避策は、DACの分解能を増大させることです。この方法によるディジタル方式のゲイン誤差の較正は非常に効果的であり、実際にマキシムでも、MAX5774を含む数種類のデバイスでこの手法を使用しています。MAX5774は、32チャネル、16ビットDACおよび複合デバイスです。この製品ファミリは乗算器と加算器を内蔵しており、ゲインとオフセットの両方の較正が可能です。このディジタル方式による較正には、ATEを使用して較正を容易に行うことができるという大きなメリットがあります。ATEを使用する必要があることから、これをデメリットと考える人もいます。ルックアップテーブルや較正係数の作成とプログラミングを手作業で行うことも可能ですが、時間がかかるため実際の製造環境においてはほとんど価値がありません。電圧リファレンスの調整によるゲイン誤差の較正ゲイン誤差を較正するもう1つの方法は、電圧リファレンスを調整することです。この方法は、高い精度を必要とするが必ずしも高い分解能は必要としないシステムに特に適しています。このアプローチのポイントは、MAX6143のような調整可能なリファレンスを使用することです。このリファレンスの調整前の初期精度は0.04%であり、温度係数は-40°C~+125°Cの範囲で3ppmです。その他の調整可能なリファレンスを最後の表1に示します。MAX6143は、出力、グランド、およびTRIM端子の間に単にポテンショメータを追加することによって調整可能です(図4)。MAX6143の標準動作回路図MAX6143の出力電圧は、次式にしたがって調整することができます。