动态指标的意义静态特性INL和DNL不能反映ADC抑制噪声的特性以及ADC在信号频率下的性能动态特性:SNR、SNDR、SFDR测试方法:输入理想正弦波,对转换结果进行DFT分析,得出动态特性DeviceUnderTest(DUT)门DataVinSignalADCAcquisitionPCGeneratorSystemClockGenerator西学文通大学模数转换器XIANJIAOTONGUNIVERSITY31/242LabofMixed-SignalSystems
模数转换器 31 /242 Lab of Mixed-Signal Systems 动态指标的意义 静态特性INL和DNL不能反映ADC抑制噪声的特性以及ADC在信号频率下的 性能 动态特性:SNR、SNDR、SFDR 测试方法:输入理想正弦波,对转换结果进行DFT分析,得出动态特性
DFT分析x(t)x(k)DFT10f/2fsDFT:输入为N个等时间间隔的转换结果(间隔为1/f)输出为0~f之间的N条等间距的频率谱线,间距为f/N,且关于f/2对称若N=2k,可以用FFT快速算法计算DFT理想正弦信号的DFT为单线谱:只有正弦频率处有输出,其余谱线为C西安交通大学模数转换器KIANIEAOTONGUNIVERSIT32/242LabofMixed-SignalSystems
模数转换器 32 /242 Lab of Mixed-Signal Systems DFT分析 DFT:输入为N个等时间间隔的转换结果(间隔为1/fs) 输出为0~fs之间的N条等间距的频率谱线,间距为fs/N,且关于fs/2对称 若N=2k,可以用FFT快速算法计算DFT 理想正弦信号的DFT为单线谱:只有正弦频率处有输出,其余谱线为0 DFT .
单频正弦取样点数的重要性取点恰为正弦信号整数周期取点不是正弦信号整数周期apdyus0.500-0.5"o0.20.80.40.6x10:TimeTimeX100-20200-5000.10.20.30.40.500.20.10.30.40.5Frequency[f/f.]ffFrequency[f/f]输出频谱泄漏输出为单根直线谱不是ADC性能的反映,必须杜绝西学文通大学模数转换器XIANIAOTONCUNIVERSIT33/242LabofMixed-SignalSystems
模数转换器 33 /242 Lab of Mixed-Signal Systems 单频正弦取样点数的重要性 取点恰为正弦信号整数周期 输出为单根直线谱 输出频谱泄漏 不是ADC性能的反映,必须杜绝 取点不是正弦信号整数周期
频谱泄漏的原因及解决办法DFT计算:周期延拓实现无限长方法1:相干采样,使输入信号频率与采样序列,若非整周期造成信号失真频率关联,严格保证整周期fn_ MActual Signalef一采样频率;fN0.5fim---输入信号频率0N---FFT分析的点数(4096、8192、、、).0.5M---fi的周期数(要求N与M互质)0.40.8x10Time例:f=40M,N=1024,M=89,→fmDFTPerceived Signalerrs3.4765625MHz0.5常用在仿真中,可以精确地设置输入信号0频率-0.5实际测试时,受到信号源频率精度的限制40.40.801.2x10难以保证整周期Time西安交通大学模数转换器KIANIIAOTONGUNIVERSIT34/242Lab of Mixed-Signal Systems
模数转换器 34 /242 Lab of Mixed-Signal Systems 频谱泄漏的原因及解决办法 DFT计算:周期延拓实现无限长 序列,若非整周期造成信号失真 方法1:相干采样,使输入信号频率与采样 频率关联,严格保证整周期 fs—采样频率; fin-输入信号频率 N-FFT分析的点数(4096、8192、) M-fin的周期数 (要求N与M互质) 例:fs=40M,N=1024,M=89, fin= 3.4765625MHz 常用在仿真中,可以精确地设置输入信号 频率 实际测试时,受到信号源频率精度的限制, 难以保证整周期 in M s f f N =
频谱泄漏的解决方法方法2:对时域序列加窗处理或Nuttall)里(Hanningoonoes01Beforewindowing[-20040-60-100.60.20.40.8100.20.30.40.50.1Time [msec]Frequency[,/f.]0r2Afterwindowings-40[ouau-800-120.200.20.30.10.40.500.20.40.60.81Frequency[J,/f]Time [msec]测试常用方法,点数越多越精确西学交通大学模数转换器XIANIAOTONCUNIVERSIT35/242Lab ofMixed-SignalSystems
模数转换器 35 /242 Lab of Mixed-Signal Systems 频谱泄漏的解决方法 方法2:对时域序列加窗处理(Hanning 或Nuttall) 测试常用方法,点数越多越精确