高速模數轉換器動態參數的定義和測試
發布時間:2007/8/15 0:00:00 訪問次數:1068
摘要:隨著集成工藝的發展,高速模數轉換器的性價比不斷提高,其應用范圍也越來越廣,特別是在通信領域,高速ADC的發展為軟件無線電技術奠定了基礎。本文主要討論高速ADC測試方法,以MAXIM新一代3V、10位高速模數轉換器的測試為基礎,詳細討論硬件的配置、軟件工具和用于數據采樣和分析的儀器。
關鍵詞:ADC
動態參數
高速模數轉換器(ADC)的參數定義和描述如表1所示。
表二 動態參數定義
動態參數 | 描 述 |
信噪比(SNR) | SNRdB=6.02 N+1.763 |
信號與噪聲+失真之比(SINAD) | SINADdB=20 log10(ASIGNAL[rms]/ANOISE[rms]) |
有效位數(ENOB) | ENOB=(SINAD-1.763)/6.02 |
總諧波失調(THD) | THDdBc=20 log10(√(VHD·2 2+VHD·3 2+VHD·N 2)/V[fIN] |
無雜散動態范圍(SFDR) | SFDE是信號基波幅度的有效值與最大諧 波分量的效值之比,以db為單位 |
雙音互調失真(TTIMD) | TTIMDdb=20log10{∑(AIMF-SUM[rms]+AIMF-DIFF[RMS]/AFUNDAMENTAL[rms]} |
多音互調失真(MTIMD) | MTIMDdB=20 log10{∑(AIMF-SUM[rms]+AIMF-DIFF[rms]/AFUNDAMENTAL[rms]輸入包含多個頻率成份 |
電壓駐波比(VSWR) | VSWR(1+‖ρ‖)/(1+‖ρ‖),ρ—反射系數 |
測試方案中的線路板布局和硬件需求
為合理測試高速ADC的動態參數,最好選用制造商預先裝配好的電路板,或是參考數據手冊中推薦的線路板布局布板,高速數據轉換器的布板需要高速電路的設計技巧,通常應遵守以下基本規則:
· 所有的旁路電容盡可能靠近器件安裝,最好和ADC在同一層面,采用表面貼裝元件使引線最短,減小寄生電感和電容。
· 模擬電源、數字電源、基準電源和輸入公共端采用兩個0.1MF的陶瓷電容和一個2.2M(F雙極性電容并聯對地旁路。
· 采用具有獨立的地平面和電源平面的多層電路板,保證信號的完整性。
· 采用獨立的接地平面時應考慮ADC模擬地和數字地的物理位置。兩個地平面之間的阻抗要盡可能低,二者間的交流和直流電壓差低于0.3V以避免器件的損壞和死鎖。模擬地與數字地應單點連接,可以用低阻值表貼電阻(1Ω~5Ω)、鐵氧體磁珠連接或直接短路,避免充滿噪聲的數字地電流對模擬地的干擾。
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摘要:隨著集成工藝的發展,高速模數轉換器的性價比不斷提高,其應用范圍也越來越廣,特別是在通信領域,高速ADC的發展為軟件無線電技術奠定了基礎。本文主要討論高速ADC測試方法,以MAXIM新一代3V、10位高速模數轉換器的測試為基礎,詳細討論硬件的配置、軟件工具和用于數據采樣和分析的儀器。
關鍵詞:ADC
動態參數
高速模數轉換器(ADC)的參數定義和描述如表1所示。
表二 動態參數定義
動態參數 | 描 述 |
信噪比(SNR) | SNRdB=6.02 N+1.763 |
信號與噪聲+失真之比(SINAD) | SINADdB=20 log10(ASIGNAL[rms]/ANOISE[rms]) |
有效位數(ENOB) | ENOB=(SINAD-1.763)/6.02 |
總諧波失調(THD) | THDdBc=20 log10(√(VHD·2 2+VHD·3 2+VHD·N 2)/V[fIN] |
無雜散動態范圍(SFDR) | SFDE是信號基波幅度的有效值與最大諧 波分量的效值之比,以db為單位 |
雙音互調失真(TTIMD) | TTIMDdb=20log10{∑(AIMF-SUM[rms]+AIMF-DIFF[RMS]/AFUNDAMENTAL[rms]} |
多音互調失真(MTIMD) | MTIMDdB=20 log10{∑(AIMF-SUM[rms]+AIMF-DIFF[rms]/AFUNDAMENTAL[rms]輸入包含多個頻率成份 |
電壓駐波比(VSWR) | VSWR(1+‖ρ‖)/(1+‖ρ‖),ρ—反射系數 |
測試方案中的線路板布局和硬件需求
為合理測試高速ADC的動態參數,最好選用制造商預先裝配好的電路板,或是參考數據手冊中推薦的線路板布局布板,高速數據轉換器的布板需要高速電路的設計技巧,通常應遵守以下基本規則:
· 所有的旁路電容盡可能靠近器件安裝,最好和ADC在同一層面,采用表面貼裝元件使引線最短,減小寄生電感和電容。
· 模擬電源、數字電源、基準電源和輸入公共端采用兩個0.1MF的陶瓷電容和一個2.2M(F雙極性電容并聯對地旁路。
· 采用具有獨立的地平面和電源平面的多層電路板,保證信號的完整性。
· 采用獨立的接地平面時應考慮ADC模擬地和數字地的物理位置。兩個地平面之間的阻抗要盡可能低,二者間的交流和直流電壓差低于0.3V以避免器件的損壞和死鎖。模擬地與數字地應單點連接,可以用低阻值表貼電阻(1Ω~5Ω)、鐵氧體磁珠連接或直接短路,避免充滿噪聲的數字地電流對模擬地的干擾。
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