高速ADC测试技术介绍课件

1、高速高速ADCADC测试技术介绍测试技术介绍123目录目录高速ADC与传统ADC差异高速ADC测试难点高速ADC测试解决措施高速高速ADCADC与传统与传统ADCADC差异差异传统传统ADCADCn 模拟输入频率低模拟输入频率低n 采样速率慢，转换时间长采样速率慢，转换时间长n 以单端方式输入输出以单端方式输入输出n 电源和基准电压较高电源和基准电压较高高速高速ADCADCAIN单端单端模拟输入模拟输入低频信号低频信号kHz以下以下单端单端时钟输入时钟输入低速低速ksps级级CIN单端输出单端输出低速数字信低速数字信号号ksps级级Q1QN5V或更大或更大VDDVREF5V或更高或更高传统传统

2、ADCn 模拟输入频率高模拟输入频率高n 采样速率快，转换时间短采样速率快，转换时间短n 以差分方式输入输出以差分方式输入输出n 电源电源和基准电压较低和基准电压较低 应用：例如电子秤应用：例如电子秤转换速度要求较低，接近直流转换速度要求较低，接近直流AIN+差分差分模拟输入模拟输入高频信号高频信号上百上百MHzCIN+差分差分LVDS输出输出高速数字信号高速数字信号上百上百MspsQ1QN3.3V或更小或更小VDDVREF2.5V或更低或更低高速高速ADC 应用：例如手机通讯应用：例如手机通讯转换速度要求较高，速率达上百转换速度要求较高，速率达上百Msps差分差分时钟输入时钟输入高速上百高速

3、上百MspsCIN-AIN-高速高速ADCADC与传统与传统ADCADC测试差异测试差异偏移误差偏移误差增益误差增益误差静态参数静态参数包括静态参数和动态参数测试包括静态参数和动态参数测试微分线性误差微分线性误差积分线性误差积分线性误差总谐波失真总谐波失真信噪比信噪比信号噪声失真比信号噪声失真比无杂散动态范围无杂散动态范围动态参数动态参数有效位有效位高速高速ADCADC与传统与传统ADCADC测试差异测试差异静态参数静态参数动态参数动态参数高速高速ADCADC与传统与传统ADCADC测试差异测试差异 静态参数：低速下测得静态参数：低速下测得 差异：动态参数测试差异：动态参数测试n 传统传统AD

4、CADC测试测试模拟输入频率低，无需考虑滤波及匹配；模拟输入频率低，无需考虑滤波及匹配；时钟频率低，无需考虑抖动、相噪影响；时钟频率低，无需考虑抖动、相噪影响；采样速率低，数字输出幅度高，误采率低；采样速率低，数字输出幅度高，误采率低；基准电压较高（基准电压较高（5V5V或以上），模拟输入信号或以上），模拟输入信号范围较大，相对噪声干扰较小范围较大，相对噪声干扰较小高速高速ADCADC测试难点测试难点高速高速ADCADC测试难点：动态参数测试难点：动态参数n 模拟输入信号滤波模拟输入信号滤波n 模拟输入阻抗匹配模拟输入阻抗匹配n 高速时钟抖动要求高速时钟抖动要求n 输出高速信号采集输出高速信号

5、采集滤波滤波单端转差分单端转差分（高频）（高频）（高速）（高速）（高速）（高速）阻抗匹配阻抗匹配350mV工程测试实现难点：工程测试实现难点：解决措施解决措施1-1-模拟输入信号滤波模拟输入信号滤波信号源输出（含谐波）滤波后滤波后信号源谐波引入测试结果，信号源谐波引入测试结果，导致总谐波失真导致总谐波失真THD 差差改善总谐波失真改善总谐波失真THD滤波后滤波后解决措施解决措施2-2-模拟输入单端转差分模拟输入单端转差分需要单端转差分电路需要单端转差分电路选择选择1 1：4 4的变压器（的变压器（AD9246AD9246应用带宽较窄，所需输入驱动低）应用带宽较窄，所需输入驱动低）解决措施解决措

6、施3-3-模拟输入阻抗匹配模拟输入阻抗匹配确定确定ADCADC输入阻抗输入阻抗AIN+AIN-阻抗匹配阻抗匹配通过计算确定：通过计算确定：R=251R=251欧，欧，L=523nHL=523nH（参考参考ADIADI：AN-935AN-935）基波幅度基波幅度基波幅度降低将导致所有动态参数测量值偏低基波幅度降低将导致所有动态参数测量值偏低解决措施解决措施3-3-模拟输入阻抗匹配模拟输入阻抗匹配匹配前匹配前SNRSNR参数参数匹配后匹配后SNRSNR参数参数基波幅度基波幅度解决措施解决措施4-4-采样时钟抖动采样时钟抖动 tVVt时钟抖动时钟抖动JitterJitter与与SNRSNR关系关系f

7、 = 70 MHzSNR = 75 dBJitter = ? 400 fs解决措施解决措施5-5-高速数字输出采样高速数字输出采样数据速率高，摆幅小，容易误采数据速率高，摆幅小，容易误采LVDSLVDS输出走线需对称等长，尽量短输出走线需对称等长，尽量短PCB PCB 设计要点：设计要点：l 相对于走线长度的变化，保持相对于走线长度的变化，保持T TW W、T TS S、D D为常量。为常量。l 保持保持 T TS S 2T 2TD 2TS S。l 尽可能避免尽可能避免9090度转弯。度转弯。l 控制控制 T TW W 和和 T TG G，使阻抗约为，使阻抗约为 50 50 欧欧改善措施：改善措施：思考思考墨菲定律墨菲定律启发启发 凡是可能会出现最坏的情况，就必定会出现凡是可能会出现最