專利名稱：數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)高精度微調(diào)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)高精度微調(diào)方法。
背景技術(shù)：
數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC)電路是將輸入的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量輸出的一種專用電路，美國 AD公司生產(chǎn)的AD669數(shù)模轉(zhuǎn)換電路通過可編程的引腳能夠?qū)崿F(xiàn)單極或雙極的模擬量輸出， 但輸出模擬量的零位和量程參數(shù)的精度是通過外接電阻來進(jìn)行調(diào)節(jié)。目前，在已公開的相關(guān)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(DAC)零位和量程參數(shù)微調(diào)技術(shù)的專利中， 如專利號(hào)為200410055976. 5的《利用數(shù)/模變換電路進(jìn)行電壓微調(diào)的電壓生成電路和方 法》的專利中，采用熔絲對(duì)電壓微調(diào)。專利號(hào)為200380107169. 7的《電阻器的激光微調(diào)》的 專利中，采用激光對(duì)電阻器進(jìn)行微調(diào)，但沒有應(yīng)用在數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)調(diào)節(jié)中， 同時(shí)也沒有實(shí)現(xiàn)有源微調(diào)。關(guān)于AD669應(yīng)用的論文中，主要通過精密電阻或精密可調(diào)電位 器控制電路的零位和量程輸出，由于精密電阻多為標(biāo)稱值，故很難精準(zhǔn)的控制電壓輸出，而 精密可調(diào)電位器雖然能在一定程度上保證輸出零位和量程參數(shù)的精度，但受封裝尺寸的限 制，使多路D/A轉(zhuǎn)換電路的尺寸無法滿足小型化的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高精度、小型化的在線數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程微調(diào)方 法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)高精度微調(diào)方法，包括連接數(shù)模轉(zhuǎn)換電路中的用于實(shí)現(xiàn)電路零位和量程高精度微調(diào)的厚膜電阻；制作連接所述的厚膜電阻與電學(xué)檢測儀器的激光微調(diào)專用探針卡；預(yù)先設(shè)定數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的零位和量程的電性能參數(shù)，向數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸入穩(wěn)定的 數(shù)字信號(hào)源，利用激光微調(diào)機(jī)的可編程微調(diào)單元控制激光束在所述的厚膜電阻上形成激光 切口來改變所述的厚膜電阻的阻值，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述的厚膜電阻的有源微調(diào)，在微調(diào)的過程中， 利用所述的電學(xué)檢測儀器在線實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換電路的零位和滿量程輸出電壓值，使該輸 出準(zhǔn)確達(dá)到預(yù)先設(shè)定的電性能參數(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程的高精度微調(diào)。優(yōu)選的，所述的厚膜電阻的制作包括如下步驟(1)電阻漿料的選擇選用方阻為3-5mQ/ □電阻漿料；(2)按標(biāo)稱值85%設(shè)計(jì)電阻電阻計(jì)算公式如下Rxp = lxl00其中，R為電阻標(biāo)稱值，P為設(shè)計(jì)系數(shù)，P = 0.85，L為電阻體長度，W為電阻體寬 度，100為所選電阻漿料可印刷出的電阻的最大方阻值；(3)網(wǎng)印、燒結(jié)厚膜電阻根據(jù)選用的電阻漿料，進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，然后燒結(jié)為厚膜電阻。優(yōu)選的，所述的步驟(3)中，絲網(wǎng)印刷時(shí)，采用300目不銹鋼絲網(wǎng)，乳劑膜厚為 18mils，保持環(huán)境溫度在20°C _23°C，印刷的電阻體干燥后膜厚為20iim±2iim。優(yōu)選的，所述的步驟(3)中，燒結(jié)的峰值溫度為850°C，lOmin，燒結(jié)周期為lh。優(yōu)選的，所述的厚膜電阻包括電阻體、連接在所述的電阻體兩端的導(dǎo)電帶，所述的 激光切口位于所述的電阻體上。優(yōu)選的，所述的激光切口包括一條正向切口、一條反向切口，所述的正向切口、所 述的反向切口分別位于所述的厚膜電阻的相對(duì)的兩側(cè)。優(yōu)選的，通過FPGA和數(shù)字撥碼開關(guān)向數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸入穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)源。優(yōu)選的，所述的電學(xué)檢測儀器為6位半數(shù)字電壓表。優(yōu)選的，對(duì)多路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)微調(diào)時(shí)，先用多路開關(guān)選通多路數(shù) 模轉(zhuǎn)換電路，再進(jìn)行電路零位和量程參數(shù)的微調(diào)。本發(fā)明的原理是利用激光微調(diào)機(jī)可編程的微調(diào)單元控制激光束在厚膜電阻上形 成激光切口來改變厚膜電阻的有效寬度，細(xì)微調(diào)節(jié)電路中厚膜電阻的電阻值，從而控制、調(diào) 節(jié)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出參數(shù)，利用電學(xué)檢測儀器在線實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換電路單元電性能指標(biāo) 準(zhǔn)確達(dá)到預(yù)先設(shè)定的電性能參數(shù)，即實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)高精度微調(diào)。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明可滿足多路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路高密度、小型化的需求，并有效提高多路數(shù)模 轉(zhuǎn)換電路輸出的一致性。2、本發(fā)明可有效提高數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的零位和量程參數(shù)的精度。


附圖1為單路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)微調(diào)電路原理圖；附圖2為激光有源微調(diào)厚膜電阻示意圖；附圖3為多路開關(guān)選通多路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一單路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)微調(diào)技術(shù)。參見附圖1和附圖2所示。單路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)高精度微調(diào)技術(shù)，包括如下步驟首先是基板選擇根據(jù)設(shè)計(jì)的如圖1所示的微調(diào)電路在軟件布局布線后，采用低 溫共燒陶瓷技術(shù)，選用生瓷材料制作剛性高密度多層互連基板，并以該基板為載體實(shí)現(xiàn)單 路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路物理和電氣互連。然后，制作厚膜電阻(1)電阻漿料的選擇選用方阻為3_5m Q/ □電阻漿料，例如選擇Dupont公司的 型號(hào)為的2021的電阻漿料，該漿料溫度穩(wěn)定性較好，變化率在0.2%以內(nèi)；(2)按標(biāo)稱值85%設(shè)計(jì)電阻電阻計(jì)算公式如下
Rxp = L/WlOO
其中，R為電阻標(biāo)稱值，P為設(shè)計(jì)系數(shù)，P = 0. 85，L為電阻體長度，W為電阻體寬 度，100為所選電阻漿料可印刷出的電阻的最大方阻值；(3)網(wǎng)印、燒結(jié)厚膜電阻根據(jù)選用的電阻漿料，采用300目不銹鋼絲網(wǎng)，乳劑膜厚 為18mils，進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，印刷時(shí)最好保持環(huán)境溫度在20°C -23°C之間，印刷的電阻體的干 燥后膜厚為20i!m士2i!m，然后燒結(jié)為厚膜電阻，燒結(jié)的峰值溫度為850°C，10min，燒結(jié)周 期為lh。該厚膜電阻包括電阻體及其兩端的導(dǎo)電帶。制作好厚膜電阻后，完成基板組裝根據(jù)設(shè)計(jì)的如圖1所示的微調(diào)電路在基板上 安裝、互連IC裸芯片及其他功能元器件。完成基板組裝后，制作激光微調(diào)專用探針卡根據(jù)基板的版圖布局，針對(duì)需要進(jìn)行 激光有源微調(diào)的厚膜電阻r2、R3制作激光微調(diào)專用探針卡。以上準(zhǔn)備做好后，就可以實(shí)施數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)激光有源微調(diào)預(yù)先 設(shè)定數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的零位和量程的電性能參數(shù)，通過FPGA和數(shù)字撥碼開關(guān)向數(shù)模轉(zhuǎn)換電 路輸入穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)源，利用激光微調(diào)機(jī)的可編程微調(diào)單元控制激光束在厚膜電阻上形 成激光切口來改變厚膜電阻的阻值，對(duì)厚膜電阻實(shí)現(xiàn)有源微調(diào)。激光微調(diào)專用探針卡連接 厚膜電阻與6位半數(shù)字電壓表，通過6位半數(shù)字電壓表實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換電路的零位和滿 量程輸出電壓值。具體調(diào)節(jié)如下偏置調(diào)整當(dāng)輸入數(shù)字信號(hào)為0000H時(shí)，通過激光微調(diào)機(jī)在線有源控制激光進(jìn)刀 的步長，利用激光束在厚膜電阻R2的電阻體上切割激光切口，逐步微調(diào)厚膜電阻R2，通過6 位半數(shù)字電壓表實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓值，從而保證-10. 000000V輸出；增益調(diào)整當(dāng)輸入數(shù)字信號(hào)為FFFFH時(shí)，通過激光微調(diào)機(jī)在線有源控制激光進(jìn)刀 的步長，利用激光束在厚膜電阻R3的電阻體上形成激光切口，逐步微調(diào)厚膜電阻R3，通過6 位半數(shù)字電壓表實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓值，從而保證9. 999694V輸出；零位調(diào)整當(dāng)輸入數(shù)字信號(hào)為8000H時(shí)，再通過激光微調(diào)機(jī)在線有源控制激光進(jìn) 刀的步長，利用激光束在厚膜電阻R2的電阻體上形成激光切口，逐步微調(diào)厚膜電阻R2，通過 6位半數(shù)字電壓表實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓值，保0V輸出。在采用激光微調(diào)機(jī)控制在線有源微調(diào)厚膜電阻時(shí)，通過激光束在厚膜電阻上形成 一條正向切口和一條反向切口來改變厚膜電阻阻值。在使用激光微調(diào)機(jī)時(shí)，控制其加工參數(shù)如下①激光功率調(diào)節(jié)范圍1W-2. 5W, 一般為1. 8W ；②Q速率由程序控制，設(shè)置范圍1. 5kHz-3. 5kHz，一般為2. 5kHz ；③激光步距由程序控制，設(shè)置范圍2. 5 u m-6. 25m, 一般為3. 0 y m。在厚膜電阻R2、R3上切割切口時(shí)，激光束由激光進(jìn)刀位置開始切口。隨著6位半數(shù)字電壓表實(shí)時(shí)監(jiān)控的輸出電壓值來確定進(jìn)刀量當(dāng)測得的輸出電壓參數(shù)小于設(shè)定參數(shù)的70%時(shí)，設(shè)定每次進(jìn)刀量為lmils，正向 切口長度不超過30mils ；
當(dāng)測得的輸出電壓參數(shù)達(dá)到設(shè)定參數(shù)的90%時(shí)，設(shè)定每次進(jìn)刀量為0.2mils，反 向切口長度不超過30mils。正向切口和反向切口要干凈平整，刀間距，即切口離導(dǎo)電帶的距離至少為3mils， 同時(shí)要求微調(diào)后厚膜電阻的切口的有效寬度大于電阻體寬度的一半。實(shí)施例二 多路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)微調(diào)技術(shù)。參見附圖3所示。對(duì)多路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)微調(diào)時(shí)，先用多路開關(guān)選通多路數(shù)模轉(zhuǎn)換電 路，再進(jìn)行電路零位量程參數(shù)微調(diào)。輸入數(shù)字信號(hào)的低4位(D0-D3)為數(shù)字信號(hào)低4位和多路開關(guān)選用復(fù)用信號(hào)。具體選通及微調(diào)實(shí)施步驟如下①寫控制信號(hào)置低，通過4位數(shù)字撥碼開關(guān)選通數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的通道；②鎖存控制信號(hào)置高，將選通好的通道進(jìn)行鎖存；③寫控制信號(hào)置高，通過4位數(shù)字撥碼開關(guān)產(chǎn)生數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)高 精度微調(diào)所需要的低4位輸入數(shù)字信號(hào)，利用激光微調(diào)機(jī)的可編程微調(diào)單元控制激光束在 厚膜電阻上形成激光切口來改變厚膜電阻的阻值，并實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換電路的零位和滿量 程輸出電壓值達(dá)到預(yù)先設(shè)定的電性能參數(shù)值；④重復(fù)步驟①_③即可實(shí)現(xiàn)多路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)的高精度、一致性 輸出。上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人 士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明 精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)高精度微調(diào)方法，其特征在于該方法包括連接數(shù)模轉(zhuǎn)換電路中的用于實(shí)現(xiàn)電路零位和量程高精度微調(diào)的厚膜電阻；制作連接所述的厚膜電阻與電學(xué)檢測儀器的激光微調(diào)專用探針卡；預(yù)先設(shè)定數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的零位和量程的電性能參數(shù)，向數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸入穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)源，利用激光微調(diào)機(jī)的可編程微調(diào)單元控制激光束在所述的厚膜電阻上形成激光切口來改變所述的厚膜電阻的阻值，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述的厚膜電阻的有源微調(diào)，在微調(diào)的過程中，利用所述的電學(xué)檢測儀器在線實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換電路的零位和滿量程輸出電壓值，使該輸出準(zhǔn)確達(dá)到預(yù)先設(shè)定的電性能參數(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程的高精度微調(diào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)高精度微調(diào)方法，其特征在 于所述的厚膜電阻的制作包括如下步驟(1)電阻漿料的選擇選用方阻為3_5πιΩ/□電阻漿料；(2)按標(biāo)稱值85%設(shè)計(jì)電阻電阻計(jì)算公式如下Rxp = —x\00 W其中，R為電阻標(biāo)稱值，P為設(shè)計(jì)系數(shù)，P =0.85，L為電阻體長度，W為電阻體寬度， 100為所選電阻漿料可印刷出的電阻的最大方阻值；(3)網(wǎng)印、燒結(jié)厚膜電阻根據(jù)選用的電阻漿料，進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，然后燒結(jié)為厚膜電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)高精度微調(diào)方法，其特征在 于所述的步驟(3)中，絲網(wǎng)印刷時(shí)，采用300目不銹鋼絲網(wǎng)，乳劑膜厚為18mils，保持環(huán)境 溫度在20°C _23°C，印刷的電阻體干燥后膜厚為20 μ m士2 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)高精度微調(diào)方法，其特征在 于所述的步驟(3)中，燒結(jié)的峰值溫度為850°C，10min，燒結(jié)周期為lh。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)高精度微調(diào)方法，其特征在 于所述的厚膜電阻包括電阻體、連接在所述的電阻體兩端的導(dǎo)電帶，所述的激光切口位于 所述的電阻體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)高精度微調(diào)方法，其特征在 于所述的激光切口包括一條正向切口、一條反向切口，所述的正向切口、所述的反向切口 分別位于所述的厚膜電阻的相對(duì)的兩側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)高精度微調(diào)方法，其特征在 于通過FPGA和數(shù)字撥碼開關(guān)向數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸入穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)源。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)高精度微調(diào)方法，其特征在 于所述的電學(xué)檢測儀器為6位半數(shù)字電壓表。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)高精度微調(diào)方法，其特征在 于對(duì)多路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)微調(diào)時(shí)，先用多路開關(guān)選通多路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，再 進(jìn)行電路零位和量程參數(shù)的微調(diào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程參數(shù)高精度微調(diào)方法，包括連接數(shù)模轉(zhuǎn)換電路中的用于實(shí)現(xiàn)微調(diào)的厚膜電阻；制作連接所述的厚膜電阻與電學(xué)檢測儀器的激光微調(diào)專用探針卡；預(yù)先設(shè)定電路的零位和量程的電性能參數(shù)，向數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸入數(shù)字信號(hào)源，利用激光微調(diào)機(jī)的可編程微調(diào)單元控制激光束在厚膜電阻上形成激光切口來有源微調(diào)厚膜電阻，利用電學(xué)檢測儀器在線實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換電路的零位和滿量程輸出電壓值，使該輸出準(zhǔn)確達(dá)到預(yù)先設(shè)定的電性能參數(shù)值，實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路零位和量程的高精度微調(diào)。本發(fā)明可滿足多路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路高密度、小型化的需求，并有效提高多路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出的一致性，同時(shí)可有效提高類似產(chǎn)品架構(gòu)的電性能參數(shù)的精度。
文檔編號(hào)H03M1/10GK101997546SQ201010537278
公開日2011年3月30日 申請日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者劉海亮, 姚道俊, 鞠莉娜 申請人:中國兵器工業(yè)集團(tuán)第二一四研究所蘇州研發(fā)中心