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彻底厘清高速ADC主要参数及测试筹划_暗记_旗子

落叶飘零 2025-01-11 23:08:47 0

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目前的实时旗子暗记处理机哀求ADC只管即便靠近视频、中频乃至射频,以获取尽可能多的目标信息。
因而,ADC的性能好坏直接影响全体系统指标的高低和性能好坏,从而使得ADC的性能测试变得十分主要。

ADC芯片的性能测试是由芯片生产厂家完成的,须要借助昂贵的半导体测试仪器, 但是对付板级和系统级的设计职员来说, 更主要的是如何验证芯片在板级或系统级运用上的真正性能指标。

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ADC静态测试的方法已研究多年,国际上已有标准的测试方法,但静态测试不能反响ADC的动态特性,因此有必要进行动态测试。

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(图片来自网络侵删)
ADC的紧张参数

ADC范例接口如下图所示,

包括:

仿照输入部分;编程掌握接口,如SPI;采样时钟接口;电源输入接口。

ADC静态指标:

微分非线性 DNL积分非线性 INL偏置偏差满刻度增益偏差

ADC动态指标:

总谐波失落真 THD信噪比和失落真 SINAD有效位数 ENOB信噪比 SNR无杂散动态范围 SFDRADC测试的寻衅及R&S方案

ADC测试可分为静态测试与动态测试,静态测试的方法已研究多年,国际上已有标准的测试方法,但静态测试不能反响ADC的动态特性,因此有必要进行动态测试。

寻衅紧张分为以下5点:

供电:

为确保系统正常运行,需流畅的电压为ADC和时钟供电。
在现如今的ADC设计中,常日利用低压差 (LDO) 稳压器来提高电压的稳定性。

哀求电源低纹波噪声和低电压偏差。

电源完全性:

纹波噪声和串扰等电源完全性问题会严重影响ADC性能。

哀求示波器及探头具备高灵敏度、高偏置与强大的FFT多域丈量能力。

时钟替代品:

时钟性能对ADC十分关键。

哀求时钟替代品相位噪声和抖动性能卓越,频谱纯度高,功率高

时钟验证:

时钟抖动和频谱纯度会直接影响ADC的动态范围。

哀求相位噪声剖析仪灵敏度高、可测附加相位噪声、可进行频谱丈量。

性能特性测试:

ADC性能参数直接影响系统整体性能。

哀求测试剖析仪频谱纯度高、带宽和EVM性能出众、触发精度高、解码功能速率快眼图和抖动剖析功能全面。

针对以上寻衅,罗德与施瓦茨供应的测试方案及优点如下:

供电方案:

采取R&S®NGM、R&S®NGL与HMP系列高性能/专业电源可向ADC传输流畅、稳定且精确的直流电源,该方案的优点包括:

最高四个隔离通道 高精度,高瞬态性能低纹波噪声 任意波,高采样Data logger电源完全性方案:

采取R&S®RTO、RTE系列示波器与RT-ZPR电源轨探头丈量电源完全性,该方案的优点包括:

RT-ZPR探头1:1衰减 4GHz带宽 超高灵敏度

高精度直流电压表 偏置范围±60V

RTO、RTE示波器 分辨率16位 1百万波形/秒捕获率

硬件准实时FFT 时域、频域同时剖析

时钟替代品方案:

采取R&S®SMA100B和R&S®SMB100A旗子暗记源供应处于不同性能范围的时钟替代品,该方案的优点包括:

SMA100B频率20GHz 最佳抖动/相噪性能

全无损耗电子衰减器 不同性能级别多个选项

R&S®SMB100A频率40GHz 在超低时钟频率下具有出色的性能

高输出功率 补偿损耗 SMAB-B29时钟源次级输出

时钟验证方案:R&S供应行业领先的办理方案组合,可在所有性能范围内进行时钟验证:

方案1:采取R&S®FSWP相位噪声剖析仪和VCO测试仪进行时钟验证;

方案2:采取R&S®FSW、R&S®FSVA、R&S®FSV和R&S®FPS频谱剖析仪及其相位噪声丈量功能进行时钟验证。

该组方案的优点包括:

市场领先的相互干相位噪声和抖动性能灵敏度 超快相位噪声丈量对随机和周期性抖动进行特性丈量 调幅噪声和相位噪声同步丈量性能特性测试方案:

采取R&S®SMA100B、R&S®SMBV100A和R&S®SMW200A进行性能特性测试,该方案的优点包括:

SMA100B供应超级纯净的仿照输入旗子暗记SMBV100A或SMW200A供应最高2GHz带宽的调制输入ADC参数测试方案

传统方案是给ADC输入端口一个空想仿照旗子暗记,给时钟端口一个空想采样旗子暗记,以及相应的直流电源、滤波器等附件。
然后对ADC转换往后的数据进行采集和剖析。
旗子暗记源的旗子暗记质量要超过待测ADC。
ADC的性能测试须要多台高性能仿照旗子暗记源的合营并用软件对测结果进行剖析。

测试方案1:

测试系统包括四台仪器:一台旗子暗记源SMA100B作为产生高精度、高纯净度的正弦波给待测ADC作为源输入,ADC在其余一台旗子暗记源SMA100B供应的采样时钟的掌握下对此正弦波进行采样,变换后的结果用软件或者RTO示波器逻辑剖析仪选件采集下来。

两台SMA100B旗子暗记源把10MHz的参考频率同步起来,这样两台旗子暗记源的相位噪声在环路带宽内(1Hz-100Hz)具有干系性,不会影响测试结果。

SMA100B旗子暗记源的相位噪声极低,产生的正弦波的质量极高,如下图的SSB指标所示,1GHz频率的旗子暗记的相位噪声可低至-155dBc(10k offset).

时钟的抖动对付丈量结果的影响非常大,测试中须要低jitter旗子暗记发生器来产生ADC的采样时钟。
SMA100B作为时钟的供应源,其jitter指标也相称精良,可以掌握在fs量级。

ADC转换后的数字结果通过电脑软件或者示波器逻辑剖析选件采集下来进行剖析。
常日厂商供应某款ADC的评估板,该评估板上的USB接口可以将结果传回电脑软件进行剖析。
如果采取示波器逻辑剖析选件,该选件事情在状态采样模式,须要利用的通道数取决于ADC的位数,状态采样率取决于 ADC的采样率,存储深度取决于采样率和要剖析的频率分辨率。

测试方案2:

如果ADC的运用不做降采样运用(IF数字下变频),可采取如下方案节省本钱。
R&S的仿照旗子暗记源SMA100B是可同时供应仿照旗子暗记输出和采样时钟输出的单台仪表,可节约一台旗子暗记源作。

ADC测试范例结果剖析输入旗子暗记质量测试

利用示波器对输入旗子暗记做FFT剖析,理解旗子暗记在不同阶段的性能,包括:

噪声电平谐波性能/ 杂散滋扰源等

RTO示波器的上风:

高动态范围,低噪声硬件准实时FFT

丈量剖析如下图所示:

输出旗子暗记质量测试与剖析

将ADC输出通过探头连接到示波器数字输入通道,配置各通道的总线定义,丈量并验证输出数据的精确性,剖析旗子暗记质量。

RTO示波器上风:

16通道 最高400MHz开关速率5GSa/s采样率 200Msa/CH存储仿照总线显示“analog bus”

设置截图如下:

用Analog Bus显示剖析输出旗子暗记质量。
传统的总线解码为组合总线显示,是将一定韶光的数据汇总显示。
而RTO创新的仿照总线显示Analog bus显示总线数据代表的仿照波形,这样 输入和输出旗子暗记更随意马虎对照比较。
如下图所示:

剖析ADC输出旗子暗记(可通过MATLAB剖析):保存仿照总线波形 --> 实行FFT和对应的频谱丈量(FFT须要重新采样加强定时准确度) --> 将输入和输出旗子暗记关联测试ADC的性能。

对输出旗子暗记进行调试。
仿照总线显示有助于创造旗子暗记畸变,如下图:

编程接口测试

利用示波器数字通道连接SPI接口,利用SPI协议解码,设置触发于SPI “帧起始”。
丈量SPI指令下达到ADC事情的延迟韶光。

RTO示波器的上风:

具有常用低速串行总线的触发和解码功能仿照旗子暗记、数字旗子暗记和总线解码的韶光干系丈量

丈量结果如下图:

总结

综上所述,面对突飞年夜进的ADC需求与ADC技能,罗德与施瓦茨为您供应最优丈量仪器与办理方案,助您得到简便的测试过程与精确的测试结果。

关于罗德与施瓦茨

罗德与施瓦茨公司作为一家独立的国际性科技公司,为专业用户开拓、生产以及发卖创新的通信、信息和安全产品。
公司紧张业务领域包括测试与丈量、广播电视与媒体、航空航天|国防|安全、网络信息安全并覆盖多个不同行业及政府市场分支。
截止到2019年6月30日,罗德与施瓦茨公司员工人数约为12,000名。
公司总部设在德国慕尼黑。
环球范围内,公司在70多个国家设有子公司并在亚洲和美国设有区域中央。

更多信息请访问 https://www.rohde-schwarz.com.cn

技能与产品信息请拨打 400-650-5896

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