高速模数转换器动态参数的定义和测试
发布时间:2007/8/15 0:00:00 访问次数:1081
摘要:随着集成工艺的发展,高速模数转换器的性价比不断提高,其应用范围也越来越广,特别是在通信领域,高速ADC的发展为软件无线电技术奠定了基础。本文主要讨论高速ADC测试方法,以MAXIM新一代3V、10位高速模数转换器的测试为基础,详细讨论硬件的配置、软件工具和用于数据采样和分析的仪器。
关键词:ADC
动态参数
高速模数转换器(ADC)的参数定义和描述如表1所示。
表二 动态参数定义
动态参数 | 描 述 |
信噪比(SNR) | SNRdB=6.02 N+1.763 |
信号与噪声+失真之比(SINAD) | SINADdB=20 log10(ASIGNAL[rms]/ANOISE[rms]) |
有效位数(ENOB) | ENOB=(SINAD-1.763)/6.02 |
总谐波失调(THD) | THDdBc=20 log10(√(VHD·2 2+VHD·3 2+VHD·N 2)/V[fIN] |
无杂散动态范围(SFDR) | SFDE是信号基波幅度的有效值与最大谐 波分量的效值之比,以db为单位 |
双音互调失真(TTIMD) | TTIMDdb=20log10{∑(AIMF-SUM[rms]+AIMF-DIFF[RMS]/AFUNDAMENTAL[rms]} |
多音互调失真(MTIMD) | MTIMDdB=20 log10{∑(AIMF-SUM[rms]+AIMF-DIFF[rms]/AFUNDAMENTAL[rms]输入包含多个频率成份 |
电压驻波比(VSWR) | VSWR(1+‖ρ‖)/(1+‖ρ‖),ρ—反射系数 |
测试方案中的线路板布局和硬件需求
为合理测试高速ADC的动态参数,最好选用制造商预先装配好的电路板,或是参考数据手册中推荐的线路板布局布板,高速数据转换器的布板需要高速电路的设计技巧,通常应遵守以下基本规则:
· 所有的旁路电容尽可能靠近器件安装,最好和ADC在同一层面,采用表面贴装元件使引线最短,减小寄生电感和电容。
· 模拟电源、数字电源、基准电源和输入公共端采用两个0.1MF的陶瓷电容和一个2.2M(F双极性电容并联对地旁路。
· 采用具有独立的地平面和电源平面的多层电路板,保证信号的完整性。
· 采用独立的接地平面时应考虑ADC模拟地和数字地的物理位置。两个地平面之间的阻抗要尽可能低,二者间的交流和直流电压差低于0.3V以避免器件的损坏和死锁。模拟地与数字地应单点连接,可以用低阻值表贴电阻(1Ω~5Ω)、铁氧体磁珠连接或直接短路,避免充满噪声的数字地电流对模拟地的干扰。
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摘要:随着集成工艺的发展,高速模数转换器的性价比不断提高,其应用范围也越来越广,特别是在通信领域,高速ADC的发展为软件无线电技术奠定了基础。本文主要讨论高速ADC测试方法,以MAXIM新一代3V、10位高速模数转换器的测试为基础,详细讨论硬件的配置、软件工具和用于数据采样和分析的仪器。
关键词:ADC
动态参数
高速模数转换器(ADC)的参数定义和描述如表1所示。
表二 动态参数定义
动态参数 | 描 述 |
信噪比(SNR) | SNRdB=6.02 N+1.763 |
信号与噪声+失真之比(SINAD) | SINADdB=20 log10(ASIGNAL[rms]/ANOISE[rms]) |
有效位数(ENOB) | ENOB=(SINAD-1.763)/6.02 |
总谐波失调(THD) | THDdBc=20 log10(√(VHD·2 2+VHD·3 2+VHD·N 2)/V[fIN] |
无杂散动态范围(SFDR) | SFDE是信号基波幅度的有效值与最大谐 波分量的效值之比,以db为单位 |
双音互调失真(TTIMD) | TTIMDdb=20log10{∑(AIMF-SUM[rms]+AIMF-DIFF[RMS]/AFUNDAMENTAL[rms]} |
多音互调失真(MTIMD) | MTIMDdB=20 log10{∑(AIMF-SUM[rms]+AIMF-DIFF[rms]/AFUNDAMENTAL[rms]输入包含多个频率成份 |
电压驻波比(VSWR) | VSWR(1+‖ρ‖)/(1+‖ρ‖),ρ—反射系数 |
测试方案中的线路板布局和硬件需求
为合理测试高速ADC的动态参数,最好选用制造商预先装配好的电路板,或是参考数据手册中推荐的线路板布局布板,高速数据转换器的布板需要高速电路的设计技巧,通常应遵守以下基本规则:
· 所有的旁路电容尽可能靠近器件安装,最好和ADC在同一层面,采用表面贴装元件使引线最短,减小寄生电感和电容。
· 模拟电源、数字电源、基准电源和输入公共端采用两个0.1MF的陶瓷电容和一个2.2M(F双极性电容并联对地旁路。
· 采用具有独立的地平面和电源平面的多层电路板,保证信号的完整性。
· 采用独立的接地平面时应考虑ADC模拟地和数字地的物理位置。两个地平面之间的阻抗要尽可能低,二者间的交流和直流电压差低于0.3V以避免器件的损坏和死锁。模拟地与数字地应单点连接,可以用低阻值表贴电阻(1Ω~5Ω)、铁氧体磁珠连接或直接短路,避免充满噪声的数字地电流对模拟地的干扰。
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