[发明专利]高精度ADC线性度的测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合信号测试领域，具体涉及一种高精度ADC线性度的测试方法。

背景技术

模数转换器（ADC）顾名思义就是将模拟信号转换成数字信号，作为模拟和数字世界之间的桥梁，在现代电子产品中显得尤为重要，其广泛应用到多媒体﹑数据采集﹑移动通信等各个领域。随着经济发展和技术不断进步，也极大推动了IC技术进一步提高，作为现代电子产品中的重要部分模数转换器也得到了很大发展，主要体现在转换位数不断提高、分辨率不断增强，尤其是在近几年来16位﹑18位﹑24位的产品不断出现。随着转换位数的不断提高，固有的测试方法也越来愈不能满足需求，因此找出一种能够快速准确的测试ADC性能的方法，显得非常急迫。

目前，ADC测试面临诸多的问题。首先是测试精度的提高越来越有难度，因为随着DAC的位数不断提高，以及基准电压的不断减小，其LSB越来越小。比如对于一个基准电压为3V、转换位数为12V的ADC，其LSB大小为0.732mV，对这样一个为几乎为零的电压很难以测试到。其次测试成本的不断提高，对DAC的测试一般需要高精密的仪器，而购买一套此设备显然对与中小公司很难以承受的。随着ADC转换位数的提高，其对测试信号的线性度要求就变得非常大，需要高线性度的输入信号，这在目前来看仍是一个十分困难的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种高精度ADC线性度的测试方法，本发明采用低线性度信号源对高精度ADC的线性度进行测试，减小了测试成本，同时也降低了测试难度。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种高精度ADC线性度的测试方法，所述测试方法中包括低线性度信号源、待测的高精度ADC以及偏置电压源，低线性度信号源所输出的低线性度信号可与偏置电压源所输出的偏置电压叠加后输入到高精度ADC中，具体的测试步骤如下：

步骤1：将低线性度信号源的输出信号分割成线性部分和非线性部分，然后对其非线性部分进行三角级数展开；

步骤2：通过转换时间对应的输入信号与转换电压相等，得出一组方程，并且通过直方图得出具体转换时间和输出数据；

步骤3：在低线性度信号源的输出信号的基础上叠加一偏置电压后，所述偏置电压来自于偏置电压源的输出端，重复步骤2，得出另一组方程和输出数据；

步骤4：通过得出的两组方程和输出数据，用最小二乘法拟合，估计出三角函数级数的各项系数；

步骤5：用估计出的三角函数级数和输出数据计算出待测的高精度ADC的非线性。

作为优化，所述低线性度信号源输出的低线性度信号的线性度低，比待测的高精度ADC的低7~8位精度。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

本发明所描述的高精度ADC线性度的测试方法，其只需采用以低线性度信号源以及一偏置电压源即可实现，测试成本低。测试过程中，低线性度信号源产生两个低线性度的信号作为待测高精度ADC的输入信号，两输入信号之间相隔一个固定偏置电压，这一固定偏置电压由偏置电压源提供，得到高精度ADC在两输入信号下的输出结果后，再结合两输入信号下的方程即可计算出待测高精度ADC的非线性即线性度，这也在一定程度上降低了测试难度。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明实施例中无偏置电压下的测试结构示意图；

图2为本发明实施例中加入偏置电压后的测试结构示意图；

图3为本发明实施例中线性度定义的示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例：

本实施例描述了一种高精度ADC线性度的测试方法，所述测试方法中包括低线性度信号源、待测的高精度ADC以及偏置电压源，低线性度信号源所输出的低线性度信号可与偏置电压源所输出的偏置电压叠加后输入到高精度ADC中，具体的测试步骤如下：

步骤1：将低线性度信号源的输出信号分割成线性部分和非线性部分，然后对其非线性部分进行三角级数展开；

步骤2：通过转换时间对应的输入信号与转换电压相等，得出一组方程，并且通过直方图得出具体转换时间和输出数据；