高速ADC DAC测试原理及测试方法
高速ADC和DAC测试方案 (2)
PG
16800/900 Logic Analyzer
N bits data (Digital in)
DA Converter
Analog SignБайду номын сангаасl
DMM MXA/PSA
LAN
Agilent VEE
GP-IB PC(GP-IB)
安捷伦高速ADC和DAC测试解决方案 －－－高速DAC分析软件
来自AEO的高速DAC分析软件
来自日本的 高速ADC自动测试软件
安捷伦高速ADC和DAC测试解决方案 －－－高速DAC测试方案
方案配置：
81130A
1.81130A 81131A 2.16800/900 具有码型发生器 3.万用表 4. 频谱分析仪 5.分析软件 或自动测试软件
Sampling Clock Sampling Clock ( For DUT DAC)
安捷伦高速ADC和DAC测试解决方案 －－－高速ADC测试方案
81130A
10MHz Reference
Sampling Clock Sine Wave ( For ADC) (to Analog input)
PG
Sampling Clock ( For LA)
方案配置：
1.81130A 81131A 2.MXG/PSG 3.16800/900 或 MSO8000A 4.分析软件 或自动测试软件
SG
Filter
AD Converter
N bits data (Digital out)
16800/900 Logic Analyzer MSO8000A
MXG/PSG GP-IB
Agilent VEE
LAN PC(GP-IB)
高速ADC、DAC测试原理及测试方法
高速ADC/DAC测试原理及测试方法随着数字信号处理技术和数字电路工作速度的提高，以及对于系统灵敏度等要求的不断提高，对于高速、高精度的ADC、DAC的指标都提出了很高的要求。
比如在移动通信、图像采集等应用领域中，一方面要求ADC有比较高的采样率以采集高带宽的输入信号，另一方面又要有比较高的位数以分辨细微的变化。
因此，保证ADC/DAC在高速采样情况下的精度是一个很关键的问题。
ADC/DAC芯片的性能测试是由芯片生产厂家完成的，需要借助昂贵的半导体测试仪器，但是对于板级和系统级的设计人员来说，更重要的是如何验证芯片在板级或系统级应用上的真正性能指标。
一、ADC的主要参数ADC的主要指标分为静态指标和动态指标2大类。
静态指标主要有：•Differential Non-Linearity (DNL)•Integral Non-Linearity (INL)•Offset Error•Full Scale Gain Error动态指标主要有：•Total harmonic distortion (THD)•Signal-to-noise plus distortion (SINAD)•Effective Number of Bits (ENOB)•Signal-to-noise ratio (SNR)•Spurious free dynamic range (SFDR)二、ADC的测试方案要进行ADC这些众多指标的验证，基本的方法是给ADC的输入端输入一个理想的信号，然后对ADC转换以后的数据进行采集和分析，因此，ADC的性能测试需要多台仪器的配合并用软件对测试结果进行分析。
下图是一个典型的ADC测试方案：如图所示，由Agilent 的ESG 或PSG 做为信号源产生高精度、高纯净度的正弦波信号送给被测的ADC 做为基准信号，ADC 会在采样时钟的控制下对这个正弦波进行采样，变换后的结果用逻辑分析仪采集下来。
DAC与ADC测试实验报告
本科实验报告实验名称：DAC与ADC测试实验一、实验目的1、掌据ADC和DAC在软件无线电设计中的作用。
2、学习DAC驱动和ADC采样程序的设计方法。
二、实验原理ADC采样利用AD9430芯片完成。
通过FPGA给ADC提供一个采样时钟 ADC_CLK,则ADC会输出该采样率的采样数据，包括2路数据(ADC_IN1 与ADC IN2) 和一个随路时钟信号(ADC_DCO),每路数据的速率为采样率的一半。
FPGA在ADC_DCO为1时，采样ADC_IN1,为0时采样ADC_IN2，得到1路合并后的采样数据。
在ADC的模拟输入端输入个单载波信号，在FPGA内通过Chipscope观察采样得到的数字信号波形，分析其波形与频率是否与输入信号一致。
DAC驱动利用AD9755芯片完成。
首先在FPGA内生成一个数字单载波信号，再输出给DAC芯片完成数模转换，通过示波器测量输出模拟信号的波形和频率，分析DAC驱动是否正常。
在FPGA内生成数字单载波信号时采用查表法来实现，通过相位累加器在每个时钟周期累加一次频率字，用相位累加器的高位作为地址去查正弦表，即可得到数字单载波信号。
由频率字f w和采样率f s可以计算得到输出的频率f0值∗f sf0=f w232AD9755芯片的采样率为所给采样时钟的2倍，因此一方面通过 FPGA给DAC 提供一个采样时钟DAC_CLK,另一方面需要给DAC提供2路速率都为采样时钟的数据(DAC_OUT1和DAC_OUT2).相位紧加器年个时钟周期累加f w,，而通过井行2路分支相位累加器，计算得到每个支路的相位值，再由该相位值去查每个支路的正弦表，得到2路正弦数字信号。
三、实验仪器和材料1、基于FPGA的软件无线电平台；2、FPGA下载线；3、射频电缆；4、20MHz双踪示波器；5、台式计算机。
四、实验步骤1、检查板子上有无异物或短路现象，正常后，将电源插上，板子上电源指示灯应亮；2、利用ISE新建一个工程，用VDHL语言编写DAC驱动程序，生成一个正弦波输出，正弦波的频率为12.5MHz，系统工作时钟频率为1001MHz，DAC采样率为时钟的2倍，即200MHz。
【高速中频采样和数字下变频的研究】第七章高速高精度ADC的测试结果
第七章 高速高精度ADC的测试结果第一节测试条件7-1-1 测试电路原理框图ADC测试电路的原理框图如图7-1-1所示，A/D转换板可接收两路输入信号，并通过合成器（combiner）把两路信号相加。
合成器采用的是Mini-Circuits公司的SCP-2-1，其带宽为0.1~400MHz，该A/D板可实现一路信号的输入或两路信号的相加输入。
转换出的数字信号经输出缓冲器后输出到数据缓冲板。
PC机可将数据缓冲板中的数据读入并进行分析处理。
图7-1-1 测试电路原理框图模拟输入信号可以分别通过两个SMA端口接入测试系统，两路输入信号通过一个无源合成器合成为一路信号，无源合成器能确保相加后的信号有最小的畸变。
对于高速、大动态范围的ADC来说，其模拟信号输入端和时钟输入端均采用差分输入，所以本系统采用变压器耦合时钟信号和模拟信号。
这样可以把单端信号转变为双端差分信号，并使热噪声得到最大程度的抑制。
ADC芯片是Analog Device公司的AD6644，其分辨率为14bit，最高采样率为65MHz。
ADC的输出经数据锁存器锁存后存入SRAM。
当SRAM存满时可发出Full信号，PC机在检测到这个信号后，即可通过ISA总线把SRAM中的数据读入。
PC机则负责数据分析和处理。
7-1-2信号源为了测试14bit的ADC，必须选用高精度的信号源作为参考信号。
在这里采用的信号源是HP E4420B，其带宽为250KHz~2.0GHz。
它属于HP ESG系列信号发生器，其频率纯度主要指标如下：SSB Phase Noise (typical, at 20kHz offset)at 500MHz: <-120dBc/Hzat 1000MHz: <-116dBc/Hzat 2000MHz: <-104dBc/HzHarmonics (≤+4dBm output level): < -30dBcNonharmonics (>3kHz offset, <+7dBm output level)250kHz to 1000MHz: <-65dBc>1000MHz to 2000MHz: <-59dBcSubharmonics≤ 1000MHz: None> 1000MHz: <-40dBc从以上指标来看，信号源的谐波分量还比较大（< -30dBc），必须用滤波器将其滤除。
经典：ADC与DAC-动态性能测试
食品安全管理制度清单及其操作流程食品安全管理制度清单：一、从业人员健康管理制度1.食品生产经营者应建立并执行从业人员健康管理制度。
2.从事接触直接入口食品工作的食品生产经营人员应每年进行健康检查，取得健康证明后方可上岗工作。
3.患有国务院卫生行政部门规定的有碍食品安全疾病的人员，不得从事接触直接入口食品的工作。
二、食品安全自查制度1.食品生产经营者应建立食品安全自查制度，定期对食品安全状况进行检查评价。
2.生产经营条件发生变化，不再符合食品安全要求的，食品生产经营者应立即采取整改措施。
3.有发生食品安全事故潜在风险的，应立即停止食品生产经营活动，并向所在地县级人民政府食品药品监督管理部门报告。
三、食品原料、食品添加剂、食品相关产品进货查验制度1.食品生产经营者应建立食品原料、食品添加剂、食品相关产品进货查验制度。
2.对采购的食品原料、食品添加剂、食品相关产品的名称、规格、数量、生产批号、保质期、供货者名称及联系方式、进货日期等内容进行登记，建立台帐。
四、食品出厂检验记录制度1.食品生产经营者应建立食品出厂检验记录制度。
2.对出厂的食品的名称、规格、数量、生产批号、保质期、检验日期等内容进行记录。
五、食品添加剂出厂检验记录制度1.食品生产经营者应建立食品添加剂出厂检验记录制度。
2.对出厂的食品添加剂的名称、规格、数量、生产批号、保质期、检验日期等内容进行记录。
六、食品安全追溯体系1.食品生产经营者应建立食品安全追溯体系，保证食品可追溯。
2.对食品的生产、流通、消费等环节进行记录，确保食品来源可查、去向可追。
七、不合格食品处置制度1.食品生产经营者应建立不合格食品处置制度。
2.对检测不合格的食品进行标记、隔离，并及时采取整改、召回等措施。
八、食品安全突发事件应急处置方案1.食品生产经营者应制定食品安全突发事件应急处置方案。
2.在发生食品安全突发事件时，立即启动应急预案，采取控制、处理措施，并及时报告。
高速高精度ADC的测试方法
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｃｍａｇ．ｃｏｍ（总第238期）２０１９·３·图2微分非线性误差DNL图1理想器件1前言随着高速数字电路的发展，高速ADC 在航天国防、数字通信、卫星通信、图像处理等众多领域得到了非常广泛的应用。
ADC 的采样率和垂直分辨率越来越高，对ADC 指标的测试也提出了更高要求。
2测试参数2.1静态参数ADC 的测试指标和参数主要分为静态参数和动态参数两类。
其中静态参数又称线性参数，反映的是器件内部电路的误差。
对ADC 来说，这些内部误差包括器件的增益、偏移、微分非线性（DNL ）和积分非线性（INL ）误差，这些参数说明了静止的模拟信号转换成数字信号的情况，主要关注具体电平与相应数字编码之间的关系。
测试ADC 静态性能时，要考虑两个重要因素：第一，不仅要给一个既定的模拟电压，电压精度要高，还必须考虑模拟电压的范围以及代码间的转换特性；第二，静态测试是一个交互性过程，要在不同输入信号下测试实际输出。
静态测试的主要项目有：微分非线性误差、积分非线性误差、偏移与增益误差。
1.微分非线性误差（DNL ，Differential nonlin-earity ）理想ADC 器件，相邻两个数据刻度之间，对应模拟电压的差值（步距）都是一样的。
但实际上，相邻两刻度之间的间距不可能都是相等的。
所以，ADC 相邻两刻度之间最大的差异与理想步距的差值，就叫微分非线性DNL ，也称为差分非线性，以LSB 为单位（LSB ，最低有效位，即理论上的最小可分辨模拟电压值，比如1.024V 基准电压，10bit 的ADC ，其LSB 为0.001V ）。
理想器件，DNL 都应该为0LSB ，如图1。
而实际器件，如图2，DNL =（2.2-1）LSB =1.2LSB 。
高速高精度ADC 的测试方法孙承志（是德科技）69ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｃｍａｇ．ｃｏｍ（总第238期）２０１９·３·图4频谱分析方法2.积分非线性误差（INL ，Integral nonlinearity ）积分非线性表示了ADC 器件在所有的数值点上对应的模拟值和真实值之间误差最大的那一点的误差值，也就是输出数值偏离线性最大的距离。
高速adda的原理
高速adda的原理高速ADC（Analog-to-Digital Converter，模数转换器）是一种将模拟信号转换成数字信号的电子设备。
在高速通信、图像处理、雷达系统以及许多其他领域中，对于高速数据采集和处理的需求越来越高。
高速ADC的原理主要包括采样、量化和编码三个过程。
首先，采样是指将连续的模拟信号离散化成一系列的采样点。
在高速ADC中，常用的采样方式是周期性采样，即以固定的时间间隔对模拟信号进行采样。
采样定理指出，在对连续的带限信号进行采样时，采样频率必须高于信号中最高频率的两倍，才能保证采样信号的完整重构。
因此，高速ADC需要具备高采样速度和广带宽特性，以满足高速信号的采样需求。
其次，量化是指将连续的采样点映射为离散的量化级别。
在高速ADC中，量化的精度通常由位宽表示，例如12位或14位。
量化过程是将模拟信号映射为一系列离散的数字值，以表示信号的幅度。
量化的原则是将连续的模拟信号划分为若干个等间隔的区间，每个区间对应一个离散的量化级别。
常见的有两种量化方式，分别是线性量化和非线性量化。
线性量化通常采用均匀量化，即将每个量化级别之间的间隔保持相等。
而非线性量化则采用更加灵活的非均匀量化，以提高对信号细节的重构性能。
最后，编码是将量化后的离散值转换为数字信号的二进制表示。
在高速ADC中，常用的编码方式包括二进制编码和余弦编码。
二进制编码是将量化值转换为二进制数字的编码方式，每个量化级别对应一个二进制码字。
余弦编码利用余弦函数的周期性特性，将量化值转换为一系列脉冲的编码方式。
编码过程是将连续的量化值转换为离散的数字信号，以便后续数字处理器进行进一步处理和分析。
在高速ADC中，为了实现高速采样和高分辨率的要求，通常使用并行采样和分时采样两种方式。
并行采样是指同时对多个采样点进行采样，以提高采样速度。
分时采样则是将采样点分为多个时刻进行采样，以降低采样速度要求。
此外，高速ADC还需要通过射频前端模块，进行放大、滤波、混频等处理，以适应不同频率范围和信号类型的采样要求。
高速ADC的性能测试
高速ＡＤＣ的性能测试 文章作者：王卫江 陶 然 摘要：针对某信号处理机中的高速Ａ／Ｄ转换器（ＡＤＣ）的应用，利用数字信号处理机的硬件平台，采用纯正弦信号作为输入信号，用数字信号处理器（ＤＳＰ）控制采样，并将Ａ／Ｄ转换后的数据存储，进行ＦＦＴ变换，进而来分析ＡＤＣ的信噪比及有效位数。
该测试方法具有全数字、可编程、精确度高等优点，是较为先进的测试方法。
关键词：ＡＤ转换器 信噪比 有效位数 ＦＦＴ ＤＳＰ 目前的实时信号处理机要求ＡＤＣ尽量靠近视频、中频甚至射频，以获取尽可能多的目标信息。
因而，ＡＤＣ的性能好坏直接影响整个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重要。
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，但静态测试不能反映ＡＤＣ的动态特性，因此有必要研究动态测试方法。
动态特性包括很多，如信噪比（ＳＮＲ）、信号与噪声＋失真之比（ＳＩＮＡＤ）、总谐波失真（ＴＨＤ）、无杂散动态范围（ＳＦＤＲ）、双音互调失真（ＴＴＩＭＤ）等。
本文讨论了利用数字方法对ＡＤＣ的信噪比进行测试，计算出有效位数，并通过测试证明了提高采样频率能改善ＳＮＲ，相当于提高了ＡＤＣ的有效位数。
在本系统中使用了ＡＤ９２２４，它是１２ｂｉｔ、４０ＭＳＰＳ、单５Ｖ供电的流水线型低功耗ＡＤＣ。
１ 测试系统原理 传统的动态测试方法是用高精度ＤＡＣ来重建ＡＤＣ输出信号，然后用模拟方法分析（如图１所示）。
但这样的测试方法复杂、精度低、能测试的指标有限。
国外从２０世纪７０年代起研究用数字信号处理技术对ＡＤＣ进行动态测试，主要方法有正弦波拟合法［１］、ＦＦＴ法［２～３］、直方图法［４］等，而国内这方面的研究则刚刚起步。
本文介绍的测试系统是利用作者开发的数字信号处理机中的ＤＳＰ及其仿真系统来进行数据的采集、存储、处理及显示，从而构成可编程、数字化的ＡＤＣ性能测试系统。
在该信号处理机中，首先采用两路ＡＤＣ进行Ｉ、Ｑ正交采样；然后用ＤＳＰ并行系统进行数据的ＦＦＴ运算、求模以及恒虚警处理；最后将结果通过并口传给笔记本电脑进行显示。
高速DAC接口基本原理
DAC接口基本原理本文概述与置基准电压源、模拟输出、数字输入和时钟驱动器的DAC接口电路相关的一些重要问题。
由于ADC也需要基准电压源和时钟,因此本问中与这些主题相关的大多数概念同样适用于ADC哦。
DAC基准电压越来越多的人简单地将DAC视作具有数字输入和一个模拟输出的器件。
但模拟输出取决于是否存在称为基准电压源的模拟输入,且基准电压源的精度几乎始终是DAC绝对精度的限制因素。
在匹配基准电压源和数据转换器时,基准电压源向导<Voltage Reference Wizard>等设计工具非常有用。
如需获取这些工具及其它,请访问ADI公司的设计中心<Design Center>部分。
有些ADC和DAC置基准电压源,而有些则没有。
有些ADC使用电源作为基准电压源。
不幸的是,与ADC/DAC基准电压源相关的标准是少之又少。
有些情况下,置基准电压源的转换器通常可以通过以更为精密和稳定的外部基准电压源覆盖或替换部基准电压源来提高直流精度。
其它情况下,通过使用外部低噪声基准电压源,也可以改善高分辨率ADC的无噪声码分辨率。
各种各样的ADC和DAC以各种各样的方式支持使用外部基准电压源来替代部基准电压源。
图1所示为一些常见配置<但显然并不是全部>。
图1A所示为需要外部基准电压源的转换器。
通常建议在ADC/DAC REF IN引脚附近添加合适的去耦电容。
基准电压源数据手册常指定了合适的电容值。
另外,基准电压源在使用必要的容性负载时保持稳定是非常重要的。
图1B所示为置基准电压源的转换器,其中基准电压源也引出到器件上的某个引脚。
这样,只要负载不超过额定值,就可以在电路中的其它位置上使用该器件。
另外,还要在转换器引脚附近放置电容。
如果置基准电压源可以通过引脚输出来供外部使用,ADC或DAC数据手册上通常会指定其精度、稳定性和温度系数。
如果是要在电路中的其它位置上使用基准输出,则必须严格遵守与扇出和负载相关的数据手册规格。
adcdac的工作原理及应用
adcdac的工作原理及应用1. 什么是adcdac？adcdac（Advanced Digital-to-Analog Conversion）是一种高级数字模拟转换技术，用于将数字信号转换为模拟信号的过程。
adcdac在数字信号处理、通信、音频设备、工业控制等领域中得到广泛应用。
2. adcdac的工作原理adcdac的工作原理是通过使用模拟电子技术和数字电子技术相结合的方法将数字信号转换为模拟信号。
它包含两个主要部分：数字到模拟（DAC）和模拟到数字（ADC）转换器。
2.1 数字到模拟（DAC）转换器DAC转换器将数字信号转换为模拟信号。
它接受一串二进制数字作为输入，并生成相应的模拟电压或电流输出。
DAC转换器通常有多个输出通道，可以同时处理多个输入信号。
2.2 模拟到数字（ADC）转换器ADC转换器将模拟信号转换为数字信号。
它接受模拟电压或电流作为输入，并将其转换为对应的数字二进制编码。
ADC转换器通常具有可调分辨率和采样率，可以根据应用需求进行选择和配置。
3. adcdac的应用adcdac在许多领域中有着广泛应用，下面列举了其中几个重要的应用领域。
3.1 数字信号处理adcdac在数字信号处理中发挥着重要作用。
它可以将数字信号转换为模拟信号以进行传输或处理。
例如，音频设备使用adcdac将数字音频信号转换为模拟音频信号，并输出到扬声器或耳机中。
3.2 通信在通信领域中，adcdac广泛用于将数字信号转换为模拟信号进行传输。
它可以将数字语音信号转换为模拟语音信号，并通过模拟电路进行传输。
此外，adcdac 也可用于数码电视、卫星通信等领域。
3.3 工业控制在工业控制领域中，adcdac可用于将数字控制信号转换为模拟电压或电流。
例如，PLC（可编程逻辑控制器）系统中的AD模块和DA模块就是基于adcdac技术实现的。
3.4 测量和仪器在测量和仪器领域中，adcdac可以用于数据采集和信号处理。
高速ADC的性能参数与测试方法
ADC的模 拟 带 宽 是 指 输 入 扫 描 频 率 基 波 在
ADC输出端用 FFT分析得到的基波频谱下降到 3
dB 处的带宽 (不考虑谐波失真和噪声影响 ) 。根据
输入信号幅值不同 , 模拟带宽又可以分为小信号带
宽 ( SSBW , 一 般 指 1 /10 满 量 程 ) 和 全 功 率 带 宽
这两项 指 标 是 从 输 入 输 出 特 性 的 角 度 描 述 ADC非线性的非数学模型指标 。 313 谐波失真和总谐波失真
由于 ADC的非线性使其输出发生失真 , 在输 出的频谱中出现许多输入信号频率的高次谐波 , 这 些高次谐波分量称为谐波失真分量 。
总谐波失真 ( THD )是指 ADC输出信号中包含 的全部谐波分量的总有效值与满度输入信号有效值 之比 , 用 dB 或 %表示 。
Key words: ADC parameter; FFT; SNR; SINAD; ENOB; THD; SFDR
1 引 言
目前的实时信号处理机要求 ADC尽量靠近视 频 、中频甚至射频 , 以获取尽可能多的目标信息 。 因而 , ADC的性能好坏直接影响整个系统指标的 高低和性能好坏 , 从而使得 ADC 的性能测试变得 十分重要 [ 1 ] 。表征 ADC 性能的参数 , 由于尚无统 一的标准 , 各主要器件生产厂家在其产品参数特性 表中给出的也不完全一致 。一般来说 , 可以分为静 态特性和动态特性参数 [ 2 - 3 ] 。
ADC传递函数的非线性 , 将导致互调失真 ( IMD ) 。
通常用两个频率 f1 和 f2 的纯正弦波同时加到 ADC 的输入端 , 为了在两个信号同相位时不导致 ADC
限幅 , 这两个信号的幅度应稍大于 ADC 的半满量
ADC芯片参数测试技术解析
ADC芯片参数测试技术解析随着数字技术的不断发展和计算机在信号处理、控制等领域中的广泛应用，过去由模拟电路实现的工作，今天越来越多地由数字电路或计算机来处理。
作为模拟与数字之间的桥梁，模拟数字转换器（ADC）的重要性越来越突出，由此也推动了ADC测试技术的发展。
本文首先介绍了ADC的测试，包括静态参数和动态参数测试，然后结合自动测试系统测试实例，详细介绍了ADC芯片参数的测试过程。
测试原理1. 1静态参数的测试原理ADC的静态参数是指在低速或者直流流入ADC芯片测得的各种性能参数。
静态参数测试方法有逐点测试法等，其主要测试过程如图1所示。
（1）零点误差的测量零点误差又称输入失调，是实际模数转换曲线中数字0的代码中点与理想模数转换曲线中数字0的代码中点的最大误差，记为EZ。
其测试方法如下：输入电压逐渐增大，当图1中的数字显示装置从00..00变为00..01，记下此时输入电压Vin1 ，然后逐渐减小输入电压，使数字显示装置由00..01变为00..00，记下输入电压Vin2 ：式中：N 为A /D的位数; VFSR 为A /D输入电压的满量程值，LSB为ADC的最低有效位。
（2）增益误差EG 测量增益误差是指转换特性曲线的实际斜率与理想斜率之间的偏差。
测试方法如下：把零点误差调整为0，输入电压从满量程开始变化，使数字输出由11..11 变11..10，记为Vin1。
反方向逐渐变化Vin ，使输出端由11..10变为11..11，记下输入电压Vin2 。
则：（3）线性误差的测量线性误差指实际转换曲线与理想特性曲线间的最大偏差。
实际测量是测试第j码的代码中心值，将其与理想第j码的中心值比较，测试方法如下：①调节输入电压，使数字输出端由第j码变为第j - 1码，记为Vin1 ; ②调节输入电压，使数字输出端由第j - 1码变为第j码，记为Vin2 ; ③调节输入电压，使数字输出端由第j码变为第j +1码，记为Vin3 ; ④调节输入电压，使数字输出端由第j + 1码变为第j码，记为Vin4 ; ⑤求出第j码的偏差Vj 为：式中：Vj为理想状态时ADC第j码的标称量化值; ⑥重复以上步骤，测得所有数码的偏差，取其绝对值︱Vj ︱的最大值即为线性误差。
ADC测试原理及测试方法
ADC测试原理及测试方法1. 引言ADC（Analog-to-Digital Converter）是模拟信号转换为数字信号的设备。
它在电子设备、通信系统和工业控制等领域起着至关重要的作用。
本文将介绍ADC的基本原理以及常用的测试方法。
2. ADC工作原理ADC的工作原理是将输入的模拟信号转换为数字信号。
它通过一系列的采样和量化过程完成此转换。
以下是ADC的基本工作流程：1.采样：ADC按照一定的频率从模拟信号中采集样本。
采样频率决定了ADC对输入信号的分辨率和抽样精度。
2.保持：采样得到的模拟样本需要在一段时间内保持不变。
为了保持稳定的模拟样本，在采样过程中通常会使用保持电路。
3.量化：保持阶段的样本被送入ADC的量化器。
量化器将模拟信号转换为数字信号，将其分成若干个离散的量化级别。
4.编码：经过量化的数字信号被发送到ADC的编码器。
编码器将量化级别转换为具体的二进制代码。
5.输出：编码后的二进制代码作为数字信号的输出，可以用于数字系统的处理、存储和传输。
3. ADC测试方法为了确保ADC的正常工作和性能表现，需要进行一系列的测试。
以下是常用的ADC测试方法：3.1 非线性误差测试非线性误差是ADC中最常见的误差之一，它描述了ADC输出与输入之间的非线性关系。
测试非线性误差的一种方法是使用一个理想的输入信号（例如正弦波），将其输入到ADC 中，并比较ADC输出与理想输出之间的差异。
3.2 量化误差测试量化误差是ADC转换过程中的另一个重要误差源。
它表示ADC输出代码与理想值之间的差异。
为了测试量化误差，可以使用一个稳定的模拟信号，并使用理论模型计算出相应的理论值。
然后，比较ADC输出与理论值之间的偏差。
3.3 信噪比测试信噪比是衡量ADC性能的重要指标之一。
它描述了ADC 输出信号与噪声信号之间的比例关系。
在信噪比测试中，可以使用一个固定幅度的模拟信号，并在ADC输入时加入一定水平的噪声。
然后，通过测量输出信号中的信噪比来评估ADC 的性能。
【2017年整理】高速模数转换器（ADC）的INLDNL测量
高速模数转换器(ADC)的INL/DNL测量摘要：尽管积分非线性和微分非线性不是高速、高动态性能数据转换器最重要的参数，但在高分辨率成像应用中却具有重要意义。
本文简要回顾了这两个参数的定义，并给出了两种不同但常用的测量高速模数转换器(ADC)的INL/DNL的方法。
近期，许多厂商推出了具有出色的静态和动态特性的高性能模数转换器(ADC)。
你或许会问，“他们是如何测量这些性能的，采用什么设备?”。
下面的讨论将聚焦于有关ADC两个重要的精度参数的测量技术：积分非线性(INL)和微分非线性(DNL)。
尽管INL和DNL对于应用在通信和高速数据采集系统的高性能数据转换器来讲不算是最重要的电气特性参数，但它们在高分辨率成像应用中却具有重要意义。
除非经常接触ADC，否则你会很容易忘记这些参数的确切定义和重要性。
因此，下一节给出了这些定义的简要回顾。
INL和DNL的定义DNL误差定义为实际量化台阶与对应于1LSB的理想值之间的差异(见图1a)。
对于一个理想ADC，其微分非线性为DNL = 0LSB，也就是说每个模拟量化台阶等于1LSB (1LSB = V FSR/2N，其中V FSR为满量程电压，N是ADC的分辨率)，跳变值之间的间隔为精确的1LSB。
若DNL误差指标≤ 1LSB，就意味着传输函数具有保证的单调性，没有丢码。
当一个ADC的数字量输出随着模拟输入信号的增加而增加时(或保持不变)，就称其具有单调性，相应传输函数曲线的斜率没有变号。
DNL指标是在消除了静态增益误差的影响后得到的。
具体定义如下：DNL = |[(V D+1- V D)/V LSB-IDEAL - 1] |，其中0 < D < 2N - 2V D是对应于数字输出代码D的输入模拟量，N是ADC分辨率，V LSB-IDEAL是两个相邻代码的理想间隔。
较高数值的DNL增加了量化结果中的噪声和寄生成分，限制了ADC的性能，表现为有限的信号-噪声比指标(SNR)和无杂散动态范围指标(SFDR)。
DAC与ADC测试实验报告
DAC与ADC测试实验报告一、实验目的通过实验了解数字模拟转换器（DAC）与模拟数字转换器（ADC）的工作原理和参数特性，并通过测试得到它们的转换精度和线性度。
二、实验原理1.数字模拟转换器（DAC）:DAC是将数字信号转换为模拟信号器件。
其工作原理是通过数字信号控制模拟输出电压，使得输出波形与输入数字信号一致。
2.模拟数字转换器（ADC）:ADC是将模拟信号转换为数字信号器件。
其工作原理是通过将连续的模拟信号离散化成数字信号，以便计算机进行处理。
三、实验步骤1.对DAC进行测试:a.设置DAC的输入电压范围为0-5V，将输入信号分别设置为0V、1V、2V、3V、4V、5V。
b.测量出DAC输出的模拟电压，并记录下来。
c.计算出DAC的转换精度和线性度。
2.对ADC进行测试:a.设置ADC的输出电压范围为0-5V，将模拟信号输入ADC，并将数字信号输出至计算机。
b.测量出输入模拟信号和输出数字信号的对应关系。
c.计算出ADC的转换精度和线性度。
四、实验结果1.DAC测试结果:输入电压(V)输出电压(V)0011.0222.0132.9944.0154.98转换精度=实际输出电压-理论输出电压=0.1%线性度=最大输出电压-最小输出电压=0.98V2.ADC测试结果:输入电压(V)输出数字信号001256251237684102451280转换精度=实际输出数字信号-理论输出数字信号=0线性度=最大输出数字信号-最小输出数字信号=1280五、实验总结通过实验测试了DAC与ADC的转换精度和线性度。
实验结果显示，DAC的转换精度为0.1%，线性度为0.98V，而ADC的转换精度为0，线性度为1280。
可以看出DAC的转换精度相对较高且线性度较好，而ADC的转换精度较为理想但线性度较差。
这是由于DAC在将数字信号转换为模拟信号时能够更准确地保持输入和输出的一致性，而ADC则面临着模拟信号量化和离散化的过程，容易受到噪声等因素的干扰。
高速ADC测试技术介绍
静态参数：低速下测得 差异：动态参数测试
范围较大，相对噪声干扰较小
高速ADC测试难点
高速ADC测试难点：动态参数
（高频） （高速）
滤波
单端转差分
阻抗匹配
350mV
（高速）
模拟输入信号滤波 模拟输入阻抗匹配 高速时钟抖动要求 输出高速信号采集
工程测试实现难点：
解决措施1-模拟输入信号滤波
VDD VREF 高速ADC
单端 模拟输入 AIN
差分 5V或更大 … 5V或更高 模拟输入
AIN+
AIN-
3.3V或更小 … 2.5V或更低
低频信号 kHz以下
VREF
传统ADC
高频信号 上百MHz
单端 时钟输入 低速ksps级
CIN
Q1 QN
单端输出 … 低速数字信 号ksps级
差分 时钟输入 高速上百 Msps
信噪比
信号噪声失真比 无杂散动态范围 有效位
积分线性误差
高速ADC与传统ADC测试差异
电参数测试数学模型
静态参数
动态参数
高速ADC与传统ADC测试差异
传统ADC测试
模拟输入频率低，无需考虑滤波及匹配；
时钟频率低，无需考虑抖动、相噪影响； 采样速率低，数字输出幅度高，误采率低； 基准电压较高（5V或以上），模拟输入信号
CIN+ CIN-
Q1 QN
差分LVDS输出 … 高速数字信号 上百Msps
应用：例如电子秤 转换速度要求较低，接近直流
应用：例如手机通讯 转换速度要求较高，速率达上百Msps
高速ADC与传统ADC测试差异
ADC主要电参数 包括静态参数和动态参数测试
高速ADC-DAC的测试方法
高速ADC/DAC的测试方法演讲内容大家好，我是今天做分享的任彦楠，非常荣幸能和大家交流，今天我分享的内容是within 我的knowledge, 也希望将我不懂的地方向大家请教。
今天我要和大家分享的是高速ADC/DAC的测试方法~ADC主要的测试指标分为静态指标和动态指标两类：静态指标，包括INL、DNL；动态指标，主要是基于SFDR，在此基础之上计算的ENOB（有效位数）。
尽量言简意赅吧。
ADC的测试方法，其实简单来说，就是输入和输出，输入怎么给？输出怎么测？怎么计算？以及换算到spec。
输入主要是两部分：数据和clk。
大家知道ADC的数据和clk都用什么给信号吗？听众答：ADC的数据是指输入的模拟信号吗？任老师：哈哈，是的，信号发生器；然而对于ADC，尤其是高精度的ADC，最关键的是信号源的选择，这里需要的是高精度的信号源，也就是说信号源的动态范围要高于被测ADC两个精度位以上，这是关键之一。
第二，就是信号源和clk的同步。
接着，我们来看输出，ADC输出的是digital信号，也就是说输出采样到的是数字信号。
但是ADC的动态参数表示都是基于频谱分析的方法。
也就是说要将输出、采样到的数字信号用FFT变换到频域，这就是大家看到ADC的测试程序为什么主函数是FFT 函数的原因。
我记得我们当时实验室测得，10bit以上ADC，都至少是1024点。
听众问：或者转到频域，频率精度到什么精度才合适？任老师：实测的时候，你有时会发现，FFT点数选的少，测试结果会好，不知大家有没有碰到过这种情况？嗯，但其实这是一种假象。
你想10bit ADC输出的全位分辨率就是1024，如果没有采到1024个点，说明丢失了部分数据，不能真实反映ADC的性能。
所以大家测。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高速ADC/DAC测试原理及测试方法随着数字信号处理技术和数字电路工作速度的提高，以及对于系统灵敏度等要求的不断提高，对于高速、高精度的ADC、DAC的指标都提出了很高的要求。
比如在移动通信、图像采集等应用领域中，一方面要求ADC有比较高的采样率以采集高带宽的输入信号，另一方面又要有比较高的位数以分辨细微的变化。
因此，保证ADC/DAC在高速采样情况下的精度是一个很关键的问题。
ADC/DAC芯片的性能测试是由芯片生产厂家完成的，需要借助昂贵的半导体测试仪器，但是对于板级和系统级的设计人员来说，更重要的是如何验证芯片在板级或系统级应用上的真正性能指标。
一、ADC的主要参数ADC的主要指标分为静态指标和动态指标2大类。
静态指标主要有：•Differential Non-Linearity (DNL)•Integral Non-Linearity (INL)•Offset Error•Full Scale Gain Error动态指标主要有：•Total harmonic distortion (THD)•Signal-to-noise plus distortion (SINAD)•Effective Number of Bits (ENOB)•Signal-to-noise ratio (SNR)•Spurious free dynamic range (SFDR)二、ADC的测试方案要进行ADC这些众多指标的验证，基本的方法是给ADC的输入端输入一个理想的信号，然后对ADC转换以后的数据进行采集和分析，因此，ADC的性能测试需要多台仪器的配合并用软件对测试结果进行分析。
下图是一个典型的ADC测试方案：如图所示，由Agilent 的ESG 或PSG 做为信号源产生高精度、高纯净度的正弦波信号送给被测的ADC 做为基准信号，ADC 会在采样时钟的控制下对这个正弦波进行采样，变换后的结果用逻辑分析仪采集下来。
ESG 或PSG 是非常纯净的模拟源，其相噪特性非常优异，因此可以产成非常纯净的正弦波，以下是PSG 的相噪特性：对于高精度ADC 的测试来说，测试中需要对ESG 或PSG 产生的信号进行进一步的滤波以滤去谐波和杂散信号，滤波器的参数要根据用户实际使用的信号频率范围选择。
对于高精度的ADC 来说，采样时钟的抖动对于测试结果的影响非常大，因此测试中还需要高质量的码型发生器或信号发生器来产生ADC 的采样时钟。
采用码型发生器的好处是可以直接输出差分的方波信号，和ADC 芯片接口比较方便。
以下是8113X 码型发生器的主要时钟指标：Sine Wave PC(with GPIB)AgilentVEE16900 series码型发生器由于是数字源，其时钟抖动很难控制到1ps以下，因此对于有12bit或更高精度的测试要求时，需要使用ESG或PSG作为时钟源，ESG或PSG 是高质量的模拟源，所以其相噪指标非常好.抖动相当于相噪的积分，因此PSG 产生的时钟抖动可以<1ps。
但由于ESG/PSG只能产生单端正弦波信号，所以和ADC接口时有时需要相应的转换电路，这个可参考芯片厂家的参考设计。
由于ADC的模拟部分对于数字噪声非常敏感，因此ADC的供电要模拟和数字部分分开，PCB板上还要对模拟部分电源做充分滤波。
测试中需要采用高质量的线性电源供电，Agilent的E363X或E364X系列都可以满足要求。
ADC转换后的结果要通过逻辑分析仪采集下来，逻辑分析仪工作在状态采样模式，需要使用的通道数取决于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分析的频率分辨率，同时逻辑分析仪还要能在高速数据传输率下提供可靠灵活的连接。
Agilent的16900系列逻辑分析仪配合高性能的16950B采集模块和SoftTouch探头是一个很好的选择。
三、ADC测试结果的分析ADC的静态指标是对正弦波的采样数据进行幅度分布的直方图统计间接计算得到，如下图所示，理想正想波的幅度分布应该是左面的形状，由于非线性等的影响，分布可能会变成右边的形状，通过对直方图分析可以得出静态参数的指标。
以下是DNL和INL的计算公式：ADC的动态指标是对正弦波的采样数据进行FFT频谱分析间接计算得到。
一个理想的正弦波经A/D采样再做频谱分析可能会变成如下图的形状，除了主要的正弦波分量以外还产生了很多噪声、谐波和杂散，通过对这些分量的运算，可以得到ADC的动态参数。
下面是动态参数的计算公式：ADC产生的测试数据被逻辑分析仪捕获下来送到测试软件进行分析，这要求逻辑分析仪有比较高的状态采样率和一定的存储深度并能和被测板进行可靠的信号连接。
测试软件是基于Agilent的VEE编程环境，实现的功能是对整个测试系统进行控制并对测试结果分析。
下图是静态参数的分析结果举例：下图是一个ADC动态参数测量的结果举例：四、ADC测试的配置方案以下是一个推荐的ADC测试系统配置，列出了测试中需要的主要仪器。
l正弦信号源：E8257D with UNX option；l正弦时钟源：E4438C with UNJ option；l逻辑分析仪：16901A＋16950B+探头（E5390A、E5382A）；l电源：E3631A;l软件: ADC测试软件l其它：GPIB电缆、82357等根据不同的测试精度、频率、采样率需求，这个配置可能会有相应变化，也有可能会有不同的选件。
测试中的ADC测试板、滤波器、时钟变换电路、电缆等附件未包括在内。
五、DAC的主要参数DAC的作用是和ADC相反，是把数字量转换成模拟量，虽然有模拟和数字的区别，但是DAC要测试的主要指标与ADC类似，也分为静态指标和动态指标2大类。
静态指标主要有：•Differential Non-Linearity (DNL)•Integral Non-Linearity (INL)•Offset Error•Full Scale Gain Error•Conversion Rate•Settling Time•Rising/Falling Time动态指标主要有：•Total harmonic distortion (THD)•Signal-to-noise plus distortion (SINAD)•Effective Number of Bits (ENOB)•Signal-to-noise ratio (SNR)•Spurious free dynamic range (SFDR)六、DAC的测试方案对于DAC来说，测试方法正好和ADC相反，是在输入端加数字激励信号，在模拟输出端测试其输出性能的指标。
下图是一个DAC的测试方案：测试中使用16800或16900逻辑分析的码型发生功能产生需要的测试码型，16800或16900逻辑分析的码型发生器最多可以产生48路并行的码型激励，其数据速率最大300Mb/s，最大码型深度可以达到16M，因此可以产生非常复杂的高速并行码型,其支持的逻辑电平主要有TTL/CMOS/ECL/PECL/LVDS等。
下图是16901A逻辑分析仪和码型发生模块16720A。
当需要更高速率的码型时，可以使用Agilent的高速并行误码仪ParBert81250提供的高速多通道的数字码型。
81250是基于VXI机箱的多通道误码仪，利用其码型发生功能最多可以同时产生132路675Mb/S以下的数字信号，或最多66路3.35Gb/S以下的数字信号，或最多30路13.5Gb/S以下的数字信号。
下图是81250的外观。
测试中用81130码型发生器产生逻辑分析仪和DAC需要的转换时钟。
当需要高质量的时钟源时，也可用正弦波信号源代替码型发生器。
码型发生器发出的并行数据经DAC转换成模拟量后送给测试仪器做分析，根据测试项目的不同，需要的测试仪器也不同。
对于静态参数的测量用的是万用表和示波器，对于动态参数的测量用的是频谱仪。
仪器采集到DAC输出的数据后把测试数据送到测试软件中进行分析，给出测试结果。
测试软件同时还完成整个测试系统的控制。
七、DAC测试结果的分析对于DAC来说，测试不同参数码型发生器发出的数据是不同的，所用的分析仪器也不同。
1、用码型发生器发出数值顺序从0至（2^n－1）的阶梯波，每增加一个数值，用万用表测量一下相应DAC输出端的电压。
测量出每个数字输入值对应的真实模拟输出量后就可以得出INL、DNL、Gain Error、Offset Error等信息。
测量中使用的仪器是万用表，Agilent的34411万用表具有6位半（十进制）的分辨率、很好的精度及很快的测量速度，因此可以很好地用于12位以下DAC 的测量。
对于更高精度的测量，可以选择8位半的数字表3458A。
以下是3458A 不同电压量程下的测量精度。
2、用码型发生器产生数值从0至（2^n－1）来回跳变的三角波，逐渐增加码型发出速度，直至模拟输出低于刚才的满量程范围1LSB。
通过这种方法可以判断DAC的Conversion Rate。
3、用码型发生器产生数值从0至（2^n－1）的阶跃脉冲，用示波器测量输出波形的Settling Time、Rising/Falling Time等参数。
对于建立时间和上升/下降时间的测量需要用到的是示波器，对于仪器的要求是足够的带宽、较低的噪声和比较平坦的频响特性。
对于高速DAC芯片的测试，推荐的是Agilent的80000系列示波器，其在2G～13G的带宽范围内提供了非常优异的频响特性和最低的本底噪声，因此可以进行准确的参数测量。
具体的带宽需求可以根据下面公式计算：4、对于动态参数的测试，是预先在码型发生器里放入一组正弦波的数字波形，然后送给DAC转换成真正的模拟正弦波信号，用频谱仪对波形的谐波失真、杂散、噪声等做分析。
以下是各参数的计算公式。
动态参数的测量仪器是频谱仪，对于仪器的要求是要有比较高的频率、幅度测量精度、低的本底噪声和足够的动态范围。
Agilent的MXA/PSA系列频谱分析仪是一个很好的选择。
5、测试软件可以帮助完成仪器设置和参数的分析。
以下是基于AgilentVEE 编程环境的DAC软件提供的DAC测量结果。
静态参数：动态参数：八、DAC测试的配置方案以下是一个推荐的DAC测试系统配置，列出了测试中需要的主要仪器。
l逻辑分析仪：16901A＋16720A码型模块+电平转换接头（16720A －011～052 option）；l码型发生器：81130A+2*81132Al万用表：3458A with 002 option;l示波器: DSO90254A＋探头l频谱仪：E4443Al电源：E3631A;l软件：DAC测试软件l其它：GPIB电缆、82357等对于300M~3.35G速率的8~14bitDAC测试，可以使用如下配置：l并行误码仪81250(with 013、148 option)＋Software E4875A-ATO＋E4808A clock module ＋ 8* E4861B data module + 16*E4862B；l万用表：3458A with 002 option;l示波器: DSO90604A＋探头l频谱仪：E4443Al电源：E3631A;l软件：DAC测试软件l其它：GPIB电缆、82357等根据不同的测试精度、频率、采样率需求，这个配置可能会有相应变化，也有可能会有不同的选件。