[发明专利]一种基于参数提取的快速ADC测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及ADC测试领域，具体涉及一种ADC动态参数估算算法以及 改进的ADC测试架构。

背景技术

模数转化器(简称A/D转换器或者ADC)作为将连续的模拟信 号转换为计算机可以处理的数字信号器件，即现实世界与机器语 言之间的重要接口，已经成为现代电子系统中不可或缺的重要组 成部分。随着电子技术的不断发展，ADC在无线通信、医疗设备、 控制系统以及数字消费类产品(如数码相机，数字电视)等方面 有着广泛的应用。为了满足更高层次的应用需求，ADC芯片的集 成度以及内部复杂度不断提高，这就需要更高效、可靠的ADC测 试方法对芯片进行性能测试以保证芯片的稳定性应用。

ADC主要有两类性能指标。一类性能指标是基于ADC转移特 性曲线命名，包括积分非线性(INL)、微分非线性(DNL)、偏移 误差(offset error)以及增益误差(gain error)。根据IEEE标准， 这些参数主要将正弦信号或者斜坡信号作为输入信号，利用直方 图方法获得。另一类是根据ADC频谱性能命名，主要包括总谐波 失真(THD)，无杂散动态范围(SFDR)、信噪比(SNR)等。这 些参数主要是将高纯度的正弦信号作为输入信号源，利用快速傅 里叶变换(FFT)方法测得。根据传统的测试方法，若要测得A/D 转换器的所有性能指标往往需要两次测试过程，使得测试成本大 大增加。为了降低测试成本，开始研究ADC静态参数与动态参 数之间的关系，试图仅通过一次静态测试或者一次动态测试过程， 获得ADC所有性能参数。有很多文章提出利用动态测试方法通过 估算得到积分非线性曲线,能够避免进行静态测试过程以减少测试 成本。但是，由于动态测试所需采样点数少，这些方法只能粗略 的描绘积分非线性曲线，并不能准确的得到积分非线性误差，与 直方图测试方法相比，计算精度低。虽然，这些方法被许多学者 进行广泛的研究，但是还没有一种方法被单独的使用去计算ADC 的所有性能参数。在需要精确积分非线性误差值的情况下，还需 要用直方图方法进行测试，也就是说，并没有真正实现一次测试 过程测得ADC所有性能参数。因此，人们开始研究基于静态测试 估算动态参数的估算方法。由于此类方法基于静态测试过程，能 够利用大量的采样点数精确的得到静态参数和动态参数值，达到 了一次测试过程测得所有性能参数的目的，减少了动态测试过程 所需成本。

综上所述，研究基于静态测试估算动态参数的测试方法，能 够在保证测试精度的前提下，避免动态测试过程以达到减少测试 成本的目的，具有很高的研究价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于参数提取的快速ADC测试方法，以解决 传统的ADC测试方法存在的测试时间过长、成本过高等问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于参数提取的快速ADC测试方法，包括如下步骤：

步骤一，通过仿真实验确定现有动态参数估算算法的最佳测试条件，并 进行仿真分析，得到在此最佳测试条件下的动态参数值；其中，所 述现有动态参数估算算法为基于INL值估算动态参数算法；

步骤二，通过理论推导以及实验仿真，明确静态参数与动态参数 之间存在的关系，为现有动态参数估算算法的优化作铺垫；

步骤三，对现有动态参数估算算法进行优化，具体为：通过对静 态测试所采集的静态码值，进行数据处理，使其能够进行频谱分 析进而得出动态参数指标，并通过对12位ADC模型进行MATLAB 仿真验证所提优化算法的可行性以及精确性；

步骤四，在上述步骤优化算法的基础上，采用移动平均滤波器法 优化直方图方法，从而达到优化测试时间的目的；

步骤五，选择一款ADC芯片，搭建ADC测试系统，通过具体的 实验对优化算法做性能验证。

步骤一中，确定最佳测试条件的方法为：在不同的采样点数下，其 他测试条件相同，计算INL误差。

步骤三中，在静态测试时，采用的测试条件是输入信号幅度略高 于ADC满量程幅度。步骤四中，优化的直方图方法即是利用较 少的采样点数，通过平均移动滤波器法，得出ADC静态参数。

步骤五中，ADC芯片为ADI公司生产的AD9258芯片。