ADC與DAC動態(tài)性能測試課件

ADC與DAC衡量指標：靜態(tài)指標：DNL,INL;動態(tài)指標：SNR,SINAD,THD,ENOB,IMD,etc.ADC與DAC衡量指標：1動態(tài)指標（1）靜態(tài)指標反映的特點有限，主要是慢速變化特性，也稱之為DC傳輸特性，對于高速D/A,A/D來說，更需要AC傳輸特性來表征，反映不同頻率信號的響應。主要反映了D/A,A/D器件的高速工作情況下的性能，諸如，VEDIODAC,TXDAC，TXADC等，動態(tài)指標（1）靜態(tài)指標反映的特點有限，主要是慢速變化特性，2動態(tài)指標（2）SNR:SignaltoNoiseRatioSINAD:SignaltoNoiseAndDistortionRatioTHD:TotalHarmonicDistortionENOB:EffectiveNumberOfBitsSFDR:Spurious-FreeDynamicRangeTwo-toneIMD……..動態(tài)指標（2）SNR:SignaltoNoise3FrequencyDomainAnalysis

Ft(M)FrequencyMagnitudeSH2H3H4H5NoiseHarmonicsFundamentalSignalSpuriousFrequencyDomainAnalysisFtFr4動態(tài)特性的測試方法（1）對于DAC來說，相對簡單一些，通過編程產(chǎn)生單頻信號，然后將輸出的信號發(fā)送到頻譜分析儀。動態(tài)特性的測試方法（1）對于DAC來說，相對簡單一些，通過編5動態(tài)特性的測試方法（2）DUT(ADC)AnalogSourceDigitalCaptureDataProcessing(FFT)SinusoidalWaveFrequencySpectrum

nbitsClockSource動態(tài)特性的測試方法（2）DUTAnalogDigitalDa6RXADC測試環(huán)境要求（1）Inputsignalrequests：1：Qualityofsignal：SNR,THD…….2：Amplitude,frequencyandcommonvoltageofsignal.3：fourorthogonaldifferentialsignals；RXADC測試環(huán)境要求（1）Inputsignalre7RXADC測試環(huán)境要求（2）Howtoselectsamplenumbers-----coherentsamplingFin/Fsample=Ncycle/Nrecord,Fin:PeriodicinputsignalFsample:SamplingfrequencyoftheADCNcycle:IntegernumberofcycleswithinthesamplingwindowNrecord:NumberofdatapointsinthesamplingwindoworFFTRXADC測試環(huán)境要求（2）Howtoselects8CoherentsamplingCoherentsampling9UncoherentsamplingUncoherentsampling10WindowingWindowing11RXADC測試環(huán)境要求（3）在rxadc的測試中，F(xiàn)in=Ncycle*Fsample/Nrecord

Fin(kHz)Fsamp(kHz)NrecordNcycle10.3819270.8336002340.1736270.8336008960.0347270.833600133RXADC測試環(huán)境要求（3）在rxadc的測試中，F(xiàn)in12RXADC測試環(huán)境要求（4）Spectralleakage

samplesequencenotmeetscoherentsamplingWindowingminimizesspectralleakageRXADC測試環(huán)境要求（4）Spectralleakag13WindowfunctionWindowtypes:Rectangular,Hamming,Hanning,Blackman……Howtoselectwindowfunction:1:-3dBbandwidth;2:-6dBbandwidth3:maximumside-lobelevel4:side-loberoll-offrateBlackmanwindows----singletonetestWindowfunctionWindowtypes:14WindowsfunctionWindowsfunction15WindowsfunctionWindowsfunction16Calculation(1):FFTPs=sum{Pf(m-k):1:Pf(m+k)};Pdc=sum{Pf(1:k)};Ph=sum{Ph(2:n)};Ph(i)=sum{Ph(i-1:i+1)};Pn=sum(Pf)-Ps-Pdc–Ph;Signalbin的選擇：Calculation(1):FFT17Calculation(2):FFTS/N=10*log(Ps/Pn);SINAD=10*log[Ps/(Pn+Ph)];THD=10*log(Ph/Ps);SFDR=10*log[Ps/Pmax.spuriousLevel]；ENOB=(SINAD-1.763)/6.02Calculation(2):FFTS/N=18SignalbinS/N=10*log(Ps/Pn);=====S’/N’=10*log[Ps(1+<>)/Pn(1-10%)]=10*log[10/9]+log(Ps/Pn)=0.46+S/NSignalbinS/N=10*log(Ps19I/QmatchAnidealsinusoidalI/Qsignalpair:

y(t)=

Aexp(i(ωt+φ))

=

Acos(ωt+φ)

+

iAsin(ωt+φ)

I/QmatchAnidealsinusoidalI20I/QmismatchAmplitudemismatchαandphasemismatchε:y(t)

=

Acos(ωt+φ)

+

iαAsin(ωt+φ+ε)=0.5(1+αexp(iε))Aexp(i(ωt+φ))

+

0.5(1-αexp(-iε))Aexp(-i(ωt+φ))I/QmismatchAmplitudemismatc21I/QmismatchcalculationAmplitude

α=20log(Iamp/Qamp);

I/QmismatchcalculationAmplit22ADC與DAC衡量指標：靜態(tài)指標：DNL,INL;動態(tài)指標：SNR,SINAD,THD,ENOB,IMD,etc.ADC與DAC衡量指標：23動態(tài)指標（1）靜態(tài)指標反映的特點有限，主要是慢速變化特性，也稱之為DC傳輸特性，對于高速D/A,A/D來說，更需要AC傳輸特性來表征，反映不同頻率信號的響應。主要反映了D/A,A/D器件的高速工作情況下的性能，諸如，VEDIODAC,TXDAC，TXADC等，動態(tài)指標（1）靜態(tài)指標反映的特點有限，主要是慢速變化特性，24動態(tài)指標（2）SNR:SignaltoNoiseRatioSINAD:SignaltoNoiseAndDistortionRatioTHD:TotalHarmonicDistortionENOB:EffectiveNumberOfBitsSFDR:Spurious-FreeDynamicRangeTwo-toneIMD……..動態(tài)指標（2）SNR:SignaltoNoise25FrequencyDomainAnalysis

Ft(M)FrequencyMagnitudeSH2H3H4H5NoiseHarmonicsFundamentalSignalSpuriousFrequencyDomainAnalysisFtFr26動態(tài)特性的測試方法（1）對于DAC來說，相對簡單一些，通過編程產(chǎn)生單頻信號，然后將輸出的信號發(fā)送到頻譜分析儀。動態(tài)特性的測試方法（1）對于DAC來說，相對簡單一些，通過編27動態(tài)特性的測試方法（2）DUT(ADC)AnalogSourceDigitalCaptureDataProcessing(FFT)SinusoidalWaveFrequencySpectrum

nbitsClockSource動態(tài)特性的測試方法（2）DUTAnalogDigitalDa28RXADC測試環(huán)境要求（1）Inputsignalrequests：1：Qualityofsignal：SNR,THD…….2：Amplitude,frequencyandcommonvoltageofsignal.3：fourorthogonaldifferentialsignals；RXADC測試環(huán)境要求（1）Inputsignalre29RXADC測試環(huán)境要求（2）Howtoselectsamplenumbers-----coherentsamplingFin/Fsample=Ncycle/Nrecord,Fin:PeriodicinputsignalFsample:SamplingfrequencyoftheADCNcycle:IntegernumberofcycleswithinthesamplingwindowNrecord:NumberofdatapointsinthesamplingwindoworFFTRXADC測試環(huán)境要求（2）Howtoselects30CoherentsamplingCoherentsampling31UncoherentsamplingUncoherentsampling32WindowingWindowing33RXADC測試環(huán)境要求（3）在rxadc的測試中，F(xiàn)in=Ncycle*Fsample/Nrecord

Fin(kHz)Fsamp(kHz)NrecordNcycle10.3819270.8336002340.1736270.8336008960.0347270.833600133RXADC測試環(huán)境要求（3）在rxadc的測試中，F(xiàn)in34RXADC測試環(huán)境要求（4）Spectralleakage

samplesequencenotmeetscoherentsamplingWindowingminimizesspectralleakageRXADC測試環(huán)境要求（4）Spectralleakag35WindowfunctionWindowtypes:Rectangular,Hamming,Hanning,Blackman……Howtoselectwindowfunction:1:-3dBbandwidth;2:-6dBbandwidth3:maximumside-lobelevel4:side-loberoll-offrateBlackmanwindows----singletonetestWindowfunctionWindowtypes:36WindowsfunctionWindowsfunction37WindowsfunctionWindowsfunction38Calculation(1):FFTPs=sum{Pf(m-k):1:Pf(m+k)};Pdc=sum{Pf(1:k)};Ph=sum{Ph(2:n)};Ph(i)=sum{Ph(i-1:i+1)};Pn=sum(Pf)-Ps-Pdc–Ph;Signalbin的選擇：Calculation(1):FFT39Calculation(2):FFTS/N=10*log(Ps/Pn);SINAD=10*log[Ps/(Pn+Ph)];THD=10*log(Ph/Ps);SFDR=10*log[Ps/Pmax.spuriousLevel]；ENOB=(SINAD-1.763)/6.02Calculation(2):FFTS/N=40SignalbinS/