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AD静态参数和动态参数的测试方法介绍

2018年01月09日 15:05 次阅读

模数转换器即A/D转换器,或简称ADC,通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义,仅仅表示一个相对大小。它广泛地应用在信号采集和处理、通信、自动检测和多媒体技术等领域。本文介绍AD静态参数和动态参数的测试方法。

模数转换器的性能参数

静态参数的定义

图1,差分非线性DNL定义为实际转移的台阶电压与理想台阶之差。

AD静态参数和动态参数的测试方法介绍

式中,N为转换器位数,D为转换器输出的数字码,VD为输出数字码D对应的最小输入电压,VLSB-IDEAL为理想情况下使AD的输出变化一位的最小输入电压。通常(1)式中的最大值被定义为整个模数转换器的差分非线性误差,即:

AD静态参数和动态参数的测试方法介绍

AD静态参数和动态参数的测试方法介绍

积分非线性INL:定义为模数转换器的实际转移曲线与理想转移曲线的偏差,公式表达为:

AD静态参数和动态参数的测试方法介绍

失调:

AD静态参数和动态参数的测试方法介绍

增益误差:定义为V2N-1与理想值的偏差,

AD静态参数和动态参数的测试方法介绍

动态参数的定义

模数转换器的动态参数的定义如表1所示。

AD静态参数和动态参数的测试方法介绍

测试原理

静态参数的测试原理

模数转换的静态测试通常有两种方法——斜波电压测试和码密度测试[2~4](柱状图测试)。

斜波电压测试是在AD输入端加一缓变的斜波,直接记录AD的转移特性曲线,再利用(1)~(6)式计算AD的静态参数。这是以前比较传统的方案,其优点是原理简单,但是有一些不足:

(1)引入其它误差。由于缓变的斜波是通过一个数字电压计(DVM)产生,尽管这个数字电压计可以做的很精密,噪声很小,但还是会给电路中引入DAC误差,因此16bit以上的ADC很少能用该方法测试。

(2)精度有限。DVM和测量ADC输入转折电压的数字电压表的精度制约测试方案的精度。

(3)效率低。由于要依次测出每个数字码对应的输入电压,因此测一个AD需要很长时间,所以该方案只适合小规模和中等精度ADC的测试。

码密度测试是在AD的输入端加一幅度略大于AD输入范围的低频正弦信号,采集输出数据,统计每个数字码的出现次数N(i),通过数学计算可以得到AD的转移曲线,即数字输出码i对应的输入电压

AD静态参数和动态参数的测试方法介绍

最后由将(7)式代入(1)~(6)式确定NL、DNL等。

该方案注意以下几点:

(1)输入信号幅度略大于AD输入范围。因为考虑到实际中存在失调,所以只有输入信号大于满量程才能保证全0和全1的数字码都能出现,而且还能减小误差的主要来源——正弦峰值附近的误差。过驱动电压满足:

AD静态参数和动态参数的测试方法介绍

式中:δ=噪声功率的均方根,B=误差容限。

(2)输入信号的频率与数据采集仪的采样频率成互质关系,这样才能符合统计的随机分布性。

(3)采样的总点数应满足公式(9):

AD静态参数和动态参数的测试方法介绍

式中:Nt=采样点数,n=AD精度α=NL、DNL,所需精确度60

由于码密度测试精度高,速度快,所需仪器简便,故采用该方法测试静态特性。

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图5为AD5300与80C51的接口电路。80C51的TXD用于驱动AD5300的S

发表于 2008-04-03 13:51 2135次阅读
ad5320应用电路

AD620前置放大电路图

由于正弦信号发生器的输出信号峰峰值在1V左右,和网络负载串联的取样电阻上的电压降很小,要对取样后的信...

发表于 2008-04-03 13:15 8994次阅读
AD620前置放大电路图

ad9851原理图及引脚功能

AD9851 的各引脚功能如下,引脚排列,如图5: D0~D

发表于 2008-04-03 12:53 3401次阅读
ad9851原理图及引脚功能

ad650应用电路

5.1 单极性正输入电压V/F转换电路5.2 单极性负输入电压V/F转换电路5.3 双极性输入电...

发表于 2008-04-02 15:54 602次阅读
ad650应用电路

什么是ad转换器?

什么是ad转换器  将模拟信号转换成数字信号的电路,称为模数转换器(简称a/d转换器或a...

发表于 2008-04-01 09:48 11460次阅读
什么是ad转换器?

ad590测温电路

ad590测温电路,AD590 是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下:1...

发表于 2008-03-13 21:26 7605次阅读
ad590测温电路

ad9959应用控制电路

ad9959应用控制电路 AD9959可以实现最多16电平的频率、相位和幅度调制,还可以工作在线性...

发表于 2008-03-12 17:27 1134次阅读
ad9959应用控制电路

ad9959引脚功能资料

Four synchronized DDS channels @500 MSPSIndependen...

发表于 2008-03-12 17:25 657次阅读
ad9959引脚功能资料

数控参数调节器

发表于 2008-02-22 15:17 190次阅读
数控参数调节器

双极性AD转换器的符号位电路图

发表于 2008-02-22 12:45 945次阅读
双极性AD转换器的符号位电路图

ad827aq引脚图管脚图电路图

ad827aq引脚图管脚图电路图 ad827aq电路图

发表于 2008-01-13 18:32 2183次阅读
ad827aq引脚图管脚图电路图

adc0809应用

adc0809应用 1、模拟信号输入IN0~IN7: IN0-IN7 为八路模拟电压输

发表于 2007-12-25 11:33 1529次阅读
adc0809应用

ADC电路图

ADC电路图

发表于 2006-01-01 05:37 504次阅读
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