DE3125749A1 - Method for testing analog/digital converters, particularly for testing codecs for PCM equipment, and device for carrying out the method - Google Patents
Method for testing analog/digital converters, particularly for testing codecs for PCM equipment, and device for carrying out the methodInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Prüfung von Analog-Digita'l-Wan-dlern, insbe-Procedure for testing analog-digital converters, in particular
sondere zur Prüfung von Codecs für PCM-Geräte, sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von Analog-Digital-Wandlern, insbesondere zur Prufun.g von Codecs für PCM-Geräte, sowie -eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.special for testing codecs for PCM devices, as well as device for Implementation of the method The invention relates to a method for testing Analog-to-digital converters, especially for testing codecs for PCM devices, as well as -a device for carrying out the method.
Bei der Entwicklung, der Inbetriebnahme und der Prüfung von Analog-Digital-Wandlern, insbesondere von Codecs oder von Codecs beinhaltenden Baugruppen, stellt sich die Aufgabe, die als Antwort-auf ein analoges Eingangssignal gegebenen digitalen Ausgangssignale, z.B. PCM-Worte, in einer Weise zu analysieren, die eine Beurteilung der Wandlereigenschaften ermöglicht.During the development, commissioning and testing of analog-to-digital converters, in particular of codecs or assemblies containing codecs, the Task, the digital output signals given in response to an analog input signal, e.g. analyze PCM words, in a way that allows an assessment of the transducer properties enables.
Es ist bekannt, PCM-Codecs in Analog-Digital-Richtung statisch zu überprüfen, indem an den Einga.ng Unterschied liche Gleichspannungspegel angelegt werden,und die ent-'-sprechenden PCM-Wörter zu untersuchen. Dieses bekannte Verfahren läßt sich'in der Mehrzahl der gegebenen Anwendungsfälle deshalb nicht durchführen, da bei z.B. in.der PCM-Vermittlungstechnik gebräuchlichen Codecs der Kodierer-Eingang von außen nicht isoliert zugänglich ist. Für die Beurteilung des Verhaltens der den Kod-ierer -sowie die erforderlichen Filter enthaltenden Gesamtanordnung sind daher viele Einzelmessungen notwendig, bei denen das analoge Eingangssignal in seiner Amplitude und Frequenz geändert wird.It is known to statically add PCM codecs in the analog-digital direction check by applying different DC voltage levels to the input and examine the corresponding PCM words. This known method therefore cannot be carried out in the majority of the given cases of application, because in the codecs commonly used in PCM switching technology, for example, the encoder input is not accessible from the outside in isolation. For assessing the behavior of the The overall arrangement containing the encoder and the necessary filters therefore many individual measurements are necessary in which the analog input signal is in its Amplitude and frequency is changed.
Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Justierung von Codecs in Analog-Digital-Richtung besteht darin, den Kanalpegel so lange zu variieren, bis bei fest vorgegebenem sinusförmigem Eingangssignal am Ausgang das größte Quantisierungsintervall mit einer vorgegebenen statistischen Wahrscheinlichkeit e-rreicht wird.Another known method for adjusting codecs in the analog-digital direction consists of varying the channel level until it is a fixed sinusoidal level Input signal at the output the largest quantization interval with a given statistical probability is achieved.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches es ermöglicht, alle Werte möglichst als Absolutwerte unter Betriebsbedingungen zu erfassen, wobei sich dieMeßauflösung und -genauigkeit durch die Wahl der Anzahl der bewerteten PCM-Wörter vorgeben lassen sollen.The invention is based on the object of specifying a method which makes it possible to use all values as absolute values under operating conditions the measurement resolution and accuracy through the choice of the number of the evaluated PCM words.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved by a method with the features of patent claim 1 solved.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, auf die hiermit zur Verkürzung der Beschreibung ausdrücklich verwiesen wird.Advantageous developments and refinements of the method according to of the invention are the subject of the subclaims, which are hereby to be shortened the description is expressly referred to.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist Gegenstand weiterer Unteransprüche-,auf die hiermit ebenfalls ausdrücklich verwiesen wird.An apparatus for carrying out the method according to the invention is the subject of further subclaims, which are hereby also expressly referred to will.
Die Erfindung sieht vor, die Messung in Analog-Digitalrichtung so durchzuführen, daß - der An-alog-Eingang des Prüflings von einem in Amplitude und Frequenz programmierbaren Generator beaufschlagt wird, der von der digitalen Steuerung des Prüflings synchronisiert wird und mit einem die Auswertung durchführenden Mikroprozessor eine Regelschleife bildet, - die am~Ausgang des Prüflings seriell auftretenden PCM-Wörter in dem Mikroprozessor unter Betriebsbedingungen analysiert werden, - durch die Synchronisierung des Generators von der digi- talen Steuerung der für die Messungen notwendige Zusammenhang zwischen analogem Eingangssignal und digitaler Antwort hergestellt wird, - Aussteuerungsgrenze und Linearität-des Analog-Digital-Wandlers in wenigen Meßschritten ermittebar sind, - Linearität und Verzerrungen durch Vergleich der tatsächlichen mit der theoretischen Häufigkeit der PCM-Wörter bestimmbar sind - und das dynamische Verhalten durch definiertes Einschalten des analogen Eingangssignals ermittelbar ist.The invention provides for the measurement in analog-digital direction as follows to carry out that - the analog input of the test object from one in amplitude and Frequency programmable generator is acted upon by the digital controller of the test object is synchronized and with a microprocessor performing the evaluation forms a control loop, - the PCM words appearing serially at the output of the DUT be analyzed in the microprocessor under operating conditions, - by the synchronization of the generator from the digital talen control of the measurements necessary connection between analog input signal and digital response established becomes, - modulation limit and linearity - of the analog-digital converter in a few Measuring steps can be determined, - Linearity and distortions by comparing the can actually be determined with the theoretical frequency of the PCM words - and the dynamic behavior through defined activation of the analog input signal can be determined.
Es ist ein Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung, daß alle Werte unter Betriebsbedingungen und als Absolutwerte erfaßt werden und daß auf umfangreiche Korrelationsrechnungen verzichtet werden kann, so daß sich.It is an advantage of the method according to the invention that all values are recorded under operating conditions and as absolute values and that on extensive Correlation calculations can be dispensed with, so that.
die Analyse mit Hilfe des Mikroprozessors auf das Sor-.the analysis with the help of the microprocessor on the Sor-.
tieren und das Addieren während der Erfassung der PCM-Wörter beschränkt. Durch extern berechnete Vergleichswerte, die in dem Mikroprozessor gespeichert sind, lassen sich kurze Analysenzeiten erreichen. Gegebenenfalls läßt sich die Meßzeit durch den Einsatz einer Mehrzahl von Mikroprozessoren auf die für den Echtzeitbetrieb erforderliche Zeit verkürzen.and adding limits while capturing the PCM words. By externally calculated comparison values that are stored in the microprocessor, short analysis times can be achieved. If necessary, the measuring time can be through the use of a plurality of microprocessors on the for real-time operation shorten the time required.
Im folgenden sei die Erfindung anhand de-r Zeichnungen näher erläutert: Fig. 1 zeigt ein übersichtsschema einer Meßanordnung gemäß d.er Erfindung, Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines bei der Anordnung gemäß Fig. 1 verwendbaren PCM-Wort-Analysators.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings: Fig. 1 shows an overview diagram of a measuring arrangement according to the invention, Fig. FIG. 2 shows a schematic representation of one that can be used in the arrangement according to FIG. 1 PCM word analyzer.
Die in Fig. 1 dargestellte Meßanordnung zum schnellen Prüfen und Einstell.en von Analog-Digital-Wandlern für PCM-Geräten besteht aus einem Testsignal-Generator 1, einer Anpassungsschaltung 2, einem Schnittstellensimula- tor 3 zur Steuerung eines Prüflings 4, einem Echtzeit-PCM-Wortanalysator 5, einem übergeordneten Mikroprozessor 6 für die Steuerung und Auswertung sowie- eine Anzeigevorrichtung 7.The measuring arrangement shown in Fig. 1 for quick testing and setting of analog-to-digital converters for PCM devices consists of a test signal generator 1, a matching circuit 2, an interface simulation gate 3 for controlling a test item 4, a real-time PCM word analyzer 5, a higher-level Microprocessor 6 for the control and evaluation as well as a display device 7th
Der Testsignal-Senerator erzeugt ein Testsignal, dessen statistisches -Verhalten bekannt ist, z.B. ein Sinussignal mit der Wahrscheinlichkeitsdichte worin x = u/A, d.h. der auf die Amplitude 0 bezogene Aug,enblickswert u, und z ein Normierungsfaktor bedeuten.The test signal generator generates a test signal whose statistical behavior is known, for example a sinusoidal signal with the probability density where x = u / A, that is to say the visual value u related to the amplitude 0, and z mean a normalization factor.
Als Antwort auf dieses Tesstsignal liefert der Prüfling eine Folge von PCM-Wörtern. yi, die die Wahrscheinlichkeitsdichte P (yi) = ni (yi) haben und in einem fest vorgegebenen Zusammenhang zu der Wahrscheinlichkeitsdichte desTestsignals st,ehen, falls der Prüfling ideal arbeitet.In response to this test signal, the device under test delivers a sequence of PCM words. yi, which have the probability density P (yi) = ni (yi) and in a fixed predetermined relationship to the probability density of the test signal st, ehen, if the test object works ideally.
Es sei angenommen, daß der Prüfli-ng der Kodierer eines PCM-Codecs ist und daß die Digitalisierung mit 8 Bit erfolgt,wie es bei PCM-Fernsprechsystemen üblich ist. Die einzelnen PCM-Werter m.ögen einen zeitlichen Abstand von 125 us haben und die Bitfolgefrequenz innerhalb jedes PCM-Wortes tragen 2,048 MHz.It is assumed that the test unit is the encoder of a PCM codec and that the digitization is done with 8 bits, as it is in PCM telephone systems is common. The individual PCM values may have a time interval of 125 us and the bit rate within each PCM word is 2.048 MHz.
Zur statistischen Beschreibung der PCM-Wörter werden folgende Messungen durchgeführt: Der Wert y wird als der effektive Nullfehler des Prüflings betrachtet. Der am PCM-Ausgang des Prüflings ge-.The following measurements are carried out for the statistical description of the PCM words: The value y is considered to be the effective zero error of the device under test. The one at the PCM output of the test item.
messene Leistungspegel entspricht 2 2 -2 s y -y.measured power level corresponds to 2 2 -2 s y -y.
Dieser Wert wird durch den Mikrocomputer 6 berechnet und in der Anzeigevorrichtung 7 -angezeigt. Mit seiner Hilfe ist eine Einstellung des Kodierer-Pegels in Senderichtung möglich..This value is calculated by the microcomputer 6 and in the display device 7 - displayed. With its help, it is possible to adjust the encoder level in the transmission direction possible..
Man erhält eine näherungsweise Aussage über die Linearität des Kodierers durch den Formfaktor Durch Vergleich der gemessenen Wahrscheinlichkeitsdich-te p (Yi) mit der (bekannten) idealen Verteilungsdichte er-.An approximate statement about the linearity of the encoder is obtained from the form factor By comparing the measured probability density p (Yi) with the (known) ideal distribution density.
hält man eine genaue Aussage über das Verhalten des Kodierers. Die normierte Sollverteilung ist In Fig. 2 ist das Schema eines PCM-Wortanalysators dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus einem. Zähler Z, Speichern SP1 bis SP4, Akkumulatoren AK1 bis AK4, einem Multiplexer MUX, einer Steuerung C sowie einem Serien-Parallelwandler S/P.one holds an exact statement about the behavior of the coder. The normalized target distribution is In Fig. 2 the scheme of a PCM word analyzer is shown. It essentially consists of one. Counters Z, memories SP1 to SP4, accumulators AK1 to AK4, a multiplexer MUX, a controller C and a series-parallel converter S / P.
Der Zähler Z erfaßt die Anzahl der untersuchten Abtastper.ioden. Er wird durch ein Synchronsignal SYNC weitergeschaltet, das auch den Seri.en-P-arallelwandle'r S/P steuert. Den Speichern SP1 bis SP4 wird das 8-Bit-PCM-Wort zugeführt. Der im jeweiligen Abtastintervall adressierte Speicherplatz in SP1 wird jeweils um eins erhöht, so daß der Speicher SP1- nach Ende der Beobachtungszeit die Amplitudendichte p (Yi) ) enthält.The counter Z records the number of scanning periods examined. He is switched on by a sync signal SYNC, which also the Seri.en-P-arallelwandle'r S / P controls. The memories SP1 to SP4 are assigned the 8-bit PCM word fed. The memory location in SP1 addressed in the respective sampling interval is in each case increased by one, so that the memory SP1- the amplitude density after the end of the observation time p (Yi)).
Vor Beginn der Messung werden in dem Speicher SP2 zu jedem der 28 = 256 Quantisierungsstufen die zugehörigen linearis-ierten Amplitudenwerte gespeichert. Das von dem Prüfling abgegebene PCM-Wort dient als .Adresse zur Ansteuerung des Speichers SP2. In dem Akkumulator AK2 wird die Summe aller während der Meßzeit erfaßten Abtastwerte gebildet. Sein Inhalt muß bei fehlerfrei arbeitendem Prüfling -(idealer Kodierung) nach Ende der Meßzeit praktisch zu Null werden. Before the start of the measurement, for each of the 28th = 256 quantization levels, the associated linearized amplitude values are saved. The PCM word issued by the DUT serves as an address to control the Memory SP2. In the accumulator AK2, the sum of all recorded during the measuring time is recorded Samples formed. If the test object is working correctly, its content must - (ideally Coding) become practically zero after the end of the measuring time.
In dem Speicher SP3 wird vor Beginn der Messung die Größe des ~A-btastintervalls gespeichert. Damit enthält der Akkumulator A-K3 nach Ende der Beobachtungszeit den Gleichrichtmittelwert des Signais am Ausgang des Prüflings. Before the start of the measurement, the size of the ~ A sampling interval is stored in the memory SP3 saved. The accumulator A-K3 thus contains the after the end of the observation period Rectification mean value of the signal at the output of the test object.
In den 256 Speicherplätzen des Speichers SP4 wird vor Beginn der Messung der Quadratwert der zu dem jeweiligen Quantisierungsintervall gehörenden Amplitude abgespeichert. Damit enthält der Akkumulator AK4 nach Beendigung der Beobachtungszeit das Quadrat des Effektivwertes des- vom.Prüfling abgegebenen Signals. Before the start of the Measurement of the square value belonging to the respective quantization interval Stored amplitude. The accumulator thus contains AK4 after the observation time has ended the square of the rms value of the signal emitted by the test object.
Unter der Voraussetzung, daß die zusätzlichen nichtlin-earen Verzerrungen des P.rüflings vernachlässigbar sind, läßt sich nach den vorangehend beschriebenen Verfahren bereits eine Pegeleinstellung des.Kodierers vornehmen. Provided that the additional non-linear distortion of the test specimen are negligible, can be determined according to the previously described Already carry out a level setting of the encoder.
Falls die zusätzfichen nichtlinearen Verzerrungen berü-cksichtigt werden sollen, muß das Signal am Ausgang des Prüflings zusätzlich einer digitalen Vorfilterung unterworfen werden, bevor es dem PCM-Wortanalysator zugeführt wird. If the additional non-linear distortions are taken into account should be, the signal at the output of the device under test must also be digital Be subjected to pre-filtering before it is fed to the PCM word analyzer.
Mit einem auf diese Weise erweiterten PCM-Wortanalysator können auch selektive Pegelmessungen in Analog-Digital-Richtung durchgeführt werden. Aus dem Quotienten Sy - Sy (fM) k = ----------- , Sy (wobei 5y (fM) der selektiv gemessene Effektivwert nach der genannten digitalen Vorfilterung ist, können Rückschlüsse auf die Quantisierungsverzerrung gezogen werden.With a PCM word analyzer enhanced in this way, you can also selective level measurements can be carried out in the analog-digital direction. From the Quotient Sy - Sy (fM) k = -----------, Sy (where 5y (fM) is the selectively measured Rms value after the aforementioned digital pre-filtering allows conclusions to be drawn can be drawn on the quantization distortion.
Im Idealfall muß der Effektivwert des ungefilterten Signals mit demjenigen des gefilterten Signals übereinstimmen.Ideally, the RMS value of the unfiltered signal must match the one of the filtered signal match.
5 Patentansprüche 2 Figuren L e e r s e i t e5 claims 2 figures L e r s e i t e
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813125749 DE3125749A1 (en) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | Method for testing analog/digital converters, particularly for testing codecs for PCM equipment, and device for carrying out the method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813125749 DE3125749A1 (en) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | Method for testing analog/digital converters, particularly for testing codecs for PCM equipment, and device for carrying out the method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3125749A1 true DE3125749A1 (en) | 1983-01-13 |
Family
ID=6135753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19813125749 Withdrawn DE3125749A1 (en) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | Method for testing analog/digital converters, particularly for testing codecs for PCM equipment, and device for carrying out the method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3125749A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3314261A1 (en) * | 1983-04-20 | 1984-10-25 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Analog-digital converter arrangement |
EP0665442A1 (en) * | 1994-01-31 | 1995-08-02 | AT&T Corp. | Method and apparatus for testing a codec |
-
1981
- 1981-06-30 DE DE19813125749 patent/DE3125749A1/en not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
MURANAGA, Keiji, LORANGER, Marc: New Challenge in component testing: Putting a codec through its paces. In: Electronic Design 1980, Nr.3, S.59 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3314261A1 (en) * | 1983-04-20 | 1984-10-25 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Analog-digital converter arrangement |
EP0665442A1 (en) * | 1994-01-31 | 1995-08-02 | AT&T Corp. | Method and apparatus for testing a codec |
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