高速是 信号 处置机的无法短少的组成局部，其性能的好坏对信号处置系统的全体性能也至关关键。通常C的技术 参数 是由消费厂商提供，可作为设计的关键依据，但是在电路板上构成的ADC模块的性能如何，还与ADC的周边电路或输入信号亲密相关，比如参考电压源、取样 时钟 、输入 运算加大器 以及 电源 ，地线和信号线上的搅扰等。因此有必要在线评价高速ADC模块的灵活性能，剖析其对信号处置机系统性能的影响。本文引见了一种在信号处置机实践设施上在线评价高速ADC模块的灵活性能的的方法。该方法应用信号处置机自身的数据采集才干，经过在 模拟 输入端参与规范测试信号，经过AD转换后，由信号处置机的读入转换结果，经过DSP 仿真 系统将数据读入PC机，而后应用软件对数据启动频谱剖析，最终计算出SNR，SENAD等几项灵活参数。本文还给出了详细测试结果及其剖析，并对高速ADC模块设计给出了一些意见。
一、高速ADC的灵活性能参数
评价ADC灵活性能的关键参数定义如下：
1、信噪比（dB）
其中Asignal为满幅度正弦模拟输入信号的均方根值，Anoise为一切噪声源之和的均方根。
2、信噪失真比（SINAD）
其中AHarmon为各次谐波（除直流外）的频率重量的均方根之和。
3、有效比特位数（ENOB）
其中N是转换电路的量化比特位数，A测量误差下为测量噪声平均值，A测量误差为量化误差平均值。
4、总谐波失真其中，AF_IN为输入信号基波的均方根值，AHD_2下至AHD_N为采样所得信号频域中2次到N次谐波重量的均方根值。
5、无杂散灵活范围其中，AF_IN为输入信号基波重量的均方根值，AHD_MAX为采样波形频谱中最大失真谐波重量或最大杂散信号的均方根值。
经过这些参数的定义，可以看出高速ADC电路的大局部灵活参数能在频域上表现进去；所以对高速ADC电路启动频域的测试可以取得相应的灵活性能参数。
二、传统的测试方法
传统测试中，应用一个精度比被测模数转换电路精度高2位以上的发生一个单频正弦波作为被测模数转换电路的测试信号，在被测电路的后端也接一个DAC将波形复原。如图1。
这种测试结构繁难，直观。但是在工程通常中为了评价模数电路必定参与一块DAC电路，会与实践模块衔接艰巨和引入DAC的误差。因此在线评价不好驳回。
三、基于DSP技术的测试方法
应用DSP技术可构成简便且准确的测试结构，在ADC电路的后端应用 数字信号 处置器 将输入数据采集保留起来，而后应用DSP仿真设施的JTAG 接口 将数据传送到PC机中，应用Matlab软件启动相关频域处置，以取得高速模数转换电路的实践转换个性参数。结构如图2所示。
在这里用基于DSP的频域剖析工具代替了模拟的测试仪表，可以提供更 高精度 及可重复观察的测试结果。将数据采集到PC机中后，在Matlab这一平台中将时域的团圆信号波形经过DFT（FFT） 算法 转换到频域。在频域中依据定义求出相关的灵活性能参数。在输入信号没有失真的理想状况下，输入模拟量为正弦波时，输入频谱应为频率等于输入频率的冲激函数图形。理想上，ADC的量化误差， 转换器 外部各种噪声，甚至包括测试系统噪声，都会在频谱图上噪声背景中表现进去。基于FFT信号剖析的基本函数就是FFT自身和功率谱。FFT 算法中假定团圆期间序列可以准确地在整个时域启动周期延拓，一切蕴含该团圆期间序列的信号为周期函数，周期与期间序列的长度相关。但是假设期间序列的长度不是信号周期的整数倍，即，就会出现频谱走漏。这里是输入信号频率；Fsample是采样频率；Nwndows窗函数长度；Nrecord采样信号数据长度。在测试中普通选择驳回汉宁（Hanning）窗函数，以缩小频谱走漏。
求出采样输入信号的频谱后，要失掉相关测试参数值还得确定信号基频及各次谐波的位置。上方给出频率重量及其镜像的相关如图3所示。设Fo为位于奈奎斯特区间（～Fs/2）的一个频率。又令Fk为频带中Fo的镜像，又称Fo为的第k次镜像。
图3 频率重量及其镜像重量相关示用意
一切镜像间的相关可如下表示：
从上方的相关可看出，关于奇偶次镜像重量而言，都能在奈奎斯特区间内找到它们对应的频率重量，也就是说关于恣意的超出奈奎斯特区间的谐波重量都可以在奈奎斯特区间内找到其镜像重量。假设，谐波位于奈奎斯特区间内，可间接计算失掉谐波位置；要是谐波超出奈奎斯特区间，则要预计上方的镜像方法来取得谐波的数据。
四、基于信号处置机的ADC模块测试
咱们对信号处置机的电路板的高速ADC模块启动了在线测试。图4中虚框所解围的局部是信号处置机的模数转换电路。DSP21065L将采集到的数据存储在外部存储区中，采集终了后经过DSP仿真系统的JTAG接口将数据传送到PC中，最后在Matlab中启动相关的数字信号处置，依据处置结果对转换电路的转换性能做相应的评价剖析。依据所取得的模数转换电路的性能目的，可以剖析转换电路对信号处置机的影响。
图中AD转换 芯片 AD9225为12位精度，最高转换速率为25MSPS，芯片外部带有采样坚持电路和参考电压源。基本色能如下：
lSNR71dB（finput=2.5MHz）
lSINAD 70.7dB（finput=2.5MHz）
lTHD –82Db（finput=2.5MHz）
精度INL：DNL：
4.1局部测试数据
测试信号为满幅度正弦波，每次采样8192点数据，做8192点FFT，失掉采样数据频谱。在不同的采样频率和信号频率下，区分做5次实验，取平均值。
4.2 测试数据剖析
12位精度的转换电路，其通常信噪比应达74dB，而实践测试中只要60～70dB。说明有除量化噪声之外的别的噪声源。实验中发现如将转换电路中的模拟电源和 数字电源 驳回同一电源 供电 ，则信噪比要比二者区分供电时缩小大概5～6dB。改善接地的状况也能有效的提高转换灵活性能，例如，在接地状况不佳的状况下5MHz采样1.54MHz时的信噪比只要59.7dB，而在改善接地状况后提高到了61.64dB，提高了1.94dB。实验数据显示谐波失真较为重大，咱们剖析关键要素是信号源纯度偏低。测试的结果接近AD9225技术手册给出的参数，这说明了该方法的可信度。从SNR值来看，因为测试针对整个高速模数转换电路，失掉的结果反映的是整个电路的灵活转换个性。因为各辅佐电路的影响，使得转换电路的性能低于器件手册给出的参数。依据测试结果剖析，对高速模数转换电路的设计提出下列参考意见：
l转换器件后端与数据总线间驳回数据所锁存器启动隔离驱动，以缩小后端数据总线上的噪声串入模拟电路，降落转换性能。
l模拟电源和数字电源应作隔离处置，以缩小模拟端的噪声。
l选择适宜的运放缩小谐波失真。
l模拟输入信号线应尽量宽，缩小信号失真。
l器件选型时。所选器件的转换精度应高于所需精度要求的2个以上有效位数。
l所选ADC芯片的转换速率应大大高于取样的速度。
五、小结
本文引见的对信号处置机高速ADC模块灵活性能在线评价方法具备繁难，可信度高，便于工程上驳回的特点。对信号处置机系统性能的评价与剖析都有很好的参考价值。