Contribution à la caractérisation des convertisseurs analogiques numériques hautes performances : mise en oeuvre de nouveaux systèmes de traitement du signal pour le test in situ

Abstract

L'augmentation à la fois de la résolution et de la vitesse des CANs nécessite des moyens de test de plus en plus sophistiqués. Il est devenu nécessaire d'introduire des solutions autres que celles proposées dans les différents standards. Dans le cadre de nos travaux, une nouvelle approche qui réside en l'intégration des méthodes de caractérisation in-situ avec le CAN est présentée. L'étude du BIST (Built In Self Test) est séparée en deux parties : la première traite la génération d'un signal intégré et la seconde étudie l'estimation de certains des paramètres spectraux. Une structure originale basée sur l'utilisation de la modulation SD numérique est utilisée pour la conception de l'oscillateur analogique. Nous avons présenté une méthodologie originale de conception du modulateur SD d'ordre élevé tout en assurant la stabilité et en optimisant sa structure. Dans une deuxième étape, nous proposons une nouvelle méthode d'analyse basée sur un banc de filtre numérique. Le système est un réseau de cellules biquadratiques résonnant à des fréquences accordées sur les harmoniques. Le banc sépare les composantes spectrales du signal issue du CAN. Une unité de calcul assure l'estimation des puissances de chacune de ces composantes ainsi que celle du bruit. Le calcul des paramètres spectraux comme le SINAD, THD et le SNR est aussi réalisé par cette unité. Les résultats de mesures sur les prototypes confirment la précision espérée par la théorie, une dynamique du signal sinusoïdal supérieure à 110 dB pour l'oscillateur et une estimation des puissances du même ordre que celle obtenue par FFT pour l'unité d'extraction de paramètres.