高速ADC/DAC测试：指标、方案与挑战

"了解DAC的测试方案以及ADC的关键参数和测试方法" 在数字信号处理和电子系统设计中，DAC（数模转换器）和ADC（模数转换器）扮演着至关重要的角色。本资源主要探讨了DAC的主要参数及其测试方案，同时也简述了ADC的相关指标。 一、DAC的主要参数与测试 1. Differential Non-Linearity (DNL): DNL测量的是实际转换曲线与理想直线之间的差异，确保输出电压与输入数字值之间的线性关系。理想的DNL应为零。 2. Integral Non-Linearity (INL): INL是DNL的积分形式，衡量整个转换范围内累积的非线性误差。 3. Offset Error: 表示DAC输出在全量程最小值时的偏差，通常以满量程的百分比表示。 4. Full Scale Gain Error: 指输出电压的最大值与期望值之间的差距。 5. Conversion Rate: 表示DAC每秒完成转换的次数，是衡量速度的重要参数。 6. Settling Time: DAC达到稳定输出所需的时间。 7. Rising/Falling Time: DAC输出信号上升和下降沿的速度。 8. 动态指标包括THD（总谐波失真）、SINAD（信噪加失真比）、ENOB（有效位数）、SNR（信噪比）和SFDR（无杂散动态范围），这些参数用于评估输出信号的质量。 二、DAC的测试方案 测试DAC时，通过16800或16900逻辑分析仪的码型发生功能生成所需的数字输入序列，利用其码型发生器产生的并行激励来测试DAC的输出性能。这种方法与ADC测试相反，因为测试是在输入端应用数字信号，然后在输出端测量性能。 三、ADC的主要参数与测试 与DAC类似，ADC也有静态和动态指标： 1. DNL和INL对ADC的线性度进行量化。 2. Offset和Gain Error是衡量ADC精度的关键参数。 3. 动态指标如THD、SINAD、ENOB、SNR和SFDR则关注信号质量和噪声水平。 四、ADC的测试方案 测试ADC通常需要信号源（如Agilent的ESG或PSG）产生高精度正弦波，该信号被ADC采样。逻辑分析仪随后采集转换结果，软件分析数据以评估各项指标。信号源的纯净度至关重要，可能需要额外的滤波器来减少谐波和杂散信号。此外，高质量的采样时钟也是保证测试准确性的必要条件。 理解和测试ADC与DAC的性能是保证数字系统性能的关键。无论是芯片制造商还是板级或系统级设计师，都需要对这些参数有深入的理解，并采用适当的测试方法来确保设备满足设计要求。在高速、高精度的数字信号处理应用中，这些测试方案和参数评估显得尤为重要。