¿Cómo se miden los nuevos dispositivos de "mejor desempeño en el mundo"?

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Supongamos que crea un ADC o un DAC (o un analizador de espectro / espectro) que tiene el mejor rendimiento del mundo. ¿Con qué exactamente lo pruebas?

Estoy adivinando:

  1. Construye el mejor ADC. Obtendrá números digitales que podrá recopilar y luego los ejecutará a través de un FFT en su computadora. Pero, ¿cómo sabe si su fuente o su ADC es el eslabón débil si obtiene números decepcionantes?
  2. Construye el mejor DAC. Mientras tenga un mejor ADC, puede usar el ADC para medir el DAC.

¿Estoy pensando en la dirección correcta?

    
pregunta Marty

3 respuestas

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Si está diseñando un circuito que mide cierta cantidad, lo ideal sería que relacione esa medición con alguna cantidad física absoluta. Así es como el NIST y otros organismos nacionales de normalización crean los "estándares" utilizados para calibrar el equipo de prueba de laboratorio.

Los detalles de cómo podría hacer esto dependen en gran medida de lo que mide exactamente su circuito.

Para dar un ejemplo, uno de los casos conceptualmente más simples sería si desarrollara un circuito temporizador para producir con precisión un pulso de salida una vez por segundo. Podría relacionar la precisión de su circuito temporizador con la definición real del segundo: "la duración de 9,192,631,770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133". Es decir, podría usar un reloj atómico construido alrededor de una celda de cesio para producir una señal de referencia de 9.192631770 GHz, luego dividir ese reloj hacia abajo para producir una señal de salida absoluta de 1 Hz que podría comparar con la salida de su nuevo circuito.

Lo más probable es que mantenga su reloj atómico en condiciones ambientales altamente controladas, mientras ajusta la temperatura, la humedad, etc., alrededor de su nuevo circuito en los rangos en los que desea que funcione, para demostrar que su rendimiento es insensible. A esas influencias ambientales.

Su ejemplo de un nuevo circuito ADC o DAC es más desafiante, porque un "voltio estándar" no se produce fácilmente, pero debe estar relacionado con mediciones físicas fundamentales de tiempo y corriente utilizando el efecto Josephson.

Finalmente, en el peor de los casos, si en realidad está produciendo un dispositivo de la precisión de los estándares nacionales, lo que tendría que hacer es convencer a otra persona para que produzca de forma independiente un circuito similar y luego comparar los dos nuevos. Dispositivos para poder poner algunos límites a los errores en cualquiera de ellos. Tengo entendido que varios organismos nacionales de normalización están de hecho en el proceso de hacer precisamente eso para desarrollar el watt balance como referencia Estándar para la medida de masa.

    
respondido por el The Photon
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En muchos casos, existe una gran distinción entre "construir el aparato más preciso y preciso posible para medir X" y "construir el aparato más preciso y preciso, dentro de ciertas restricciones de costo, tamaño y consumo de energía. , velocidad de adquisición de datos, resistencia a efectos ambientales, etc. " Si uno está tratando de diseñar un dispositivo práctico que debe cumplir con cualquier tipo de restricciones estrictas, y si puede permitirse el lujo de aliviar algunas de esas restricciones en la configuración de un banco de pruebas (ya que, entre otras cosas, probablemente uno quiera construir) más de uno de los dispositivos uno estará probando, o uno querrá usarlo en lugares o circunstancias donde uno no tendría que usar la configuración de prueba de banco) la configuración de banco de prueba puede en muchos casos ser más precisa que el dispositivo que se está evaluando.

    
respondido por el supercat
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Las compañías de semiconductores a veces publican notas de aplicación que explican algunas de las técnicas utilizadas para verificar el rendimiento de los nuevos dispositivos.

Por ejemplo, de Linear Technology:

Medición del tiempo de establecimiento de 1 ppm para un DAC monolítico de 18 bits

Medición de ruido de 775 nanovoltios para una referencia de voltaje de bajo ruido

Y de National Semiconductors:

¿Qué es todo esto de teflón, de todos modos?

    
respondido por el Clint Lawrence

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