如何优化高分辨率DAC的DC测量

传统的最优化方法采用精密放大器电路和越来越快的测量器件，这些仍然是必需的，但是要想在最短的时间内完成最优的测量是不够的。建立时间和信号噪声之间的反比关系取决于驱动待测器件（DUT）电路的有效噪声带宽。DUT和测量仪器决定了这个系统，从而把建立时间和宽带噪声不可分割地联系在一起。

如果该电路带宽为零，那么其噪声也应为零，我们仅仅用一个样本就能进行测量。遗憾的是，这样的电路就永远不能达到稳定，那么我们也会得到100%的DC误差。因此过窄的带宽会造成很长的测量时间。

如果该电路的带宽为无限大，那么建立时间就应为零。遗憾的是，宽带噪声也为无限大，我们永远无法获得足够精度的测量。因此，快速放大器实际上会加快测量高分辨率电压所需的时间。

允许测量误差
对于给定的宽带噪声和有效噪声带宽，允许测量误差决定了所需的样本数量。基本的统计给出对给定总噪声平均达到98%置信度所需的样本数量。平均值的这种变化表示对单个DC电压测量的可重复性。

其它考虑
进行高分辨率测量的问题相当多，这里的讨论绝对没有涵盖全部。下面的几点考虑在解决总体问题时很重要：
测量设备的建立时间：如果测量电路中的某个元件存在建立时间问题，那么会把它加至总测量时间上。转换速率的限制是一个很常见的原因。所以任何时候都要采用小信号建立时间进行计算。介质吸收会造成特别不利的影响，所以要谨慎地选择滤波器电容。
设置目标：设置目标很容易设置为很小的值，例如0.0001%，结果会显著增加测量时间。因为设置目标会对阶跃电压起作用，所以当阶跃电压为测量动态范围的分数倍时，应采用较大的目标值。针对不同的测量过程单独地设定带宽是有必要的。
设置误差电压：上述原则同样也适用于设置允许误差电压。通常会对所有的测量设置太小值。统计结果表明，如果采用1.6的Student T检验，在测量中所见的偏差应该在所需要时间误差的98%以内。
基准电压源：基准电压源可能会引入噪声，包括宽带噪声和1/f噪声。在DAC情况下，噪声可能依赖于具体的数码。
测量带宽噪声：采用一种高质量的频谱分析仪直接测量电路的宽带噪声。对于典型的电路中给定的多个噪声源，在纸上进行精确的计算是很冗长乏味的，而且很容易出错。
测量精度和分辨率：假设测量设备的精度和分辨率比实际测量中的允许误差小得多。一般地，测试工程操作要求测量设备的分辨率要比允许误差高一个数量级。
放大器：在信号链路中采用低噪声的运算放大器。保证低电阻值是一种很好的思想，但是也不能太低以至于引起放大器的电流驱动和散热等问题。