高速ADC測(cè)試技術(shù)介紹課件

1、高速高速ADCADC測(cè)試技術(shù)介紹測(cè)試技術(shù)介紹123目錄目錄高速ADC與傳統(tǒng)ADC差異高速ADC測(cè)試難點(diǎn)高速ADC測(cè)試解決措施高速高速ADCADC與傳統(tǒng)與傳統(tǒng)ADCADC差異差異傳統(tǒng)傳統(tǒng)ADCADCn 模擬輸入頻率低模擬輸入頻率低n 采樣速率慢，轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)采樣速率慢，轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)n 以單端方式輸入輸出以單端方式輸入輸出n 電源和基準(zhǔn)電壓較高電源和基準(zhǔn)電壓較高高速高速ADCADCAIN單端單端模擬輸入模擬輸入低頻信號(hào)低頻信號(hào)kHz以下以下單端單端時(shí)鐘輸入時(shí)鐘輸入低速低速ksps級(jí)級(jí)CIN單端輸出單端輸出低速數(shù)字信低速數(shù)字信號(hào)號(hào)ksps級(jí)級(jí)Q1QN5V或更大或更大VDDVREF5V或更高或更高傳統(tǒng)傳統(tǒng)

2、ADCn 模擬輸入頻率高模擬輸入頻率高n 采樣速率快，轉(zhuǎn)換時(shí)間短采樣速率快，轉(zhuǎn)換時(shí)間短n 以差分方式輸入輸出以差分方式輸入輸出n 電源電源和基準(zhǔn)電壓較低和基準(zhǔn)電壓較低 應(yīng)用：例如電子秤應(yīng)用：例如電子秤轉(zhuǎn)換速度要求較低，接近直流轉(zhuǎn)換速度要求較低，接近直流AIN+差分差分模擬輸入模擬輸入高頻信號(hào)高頻信號(hào)上百上百M(fèi)HzCIN+差分差分LVDS輸出輸出高速數(shù)字信號(hào)高速數(shù)字信號(hào)上百上百M(fèi)spsQ1QN3.3V或更小或更小VDDVREF2.5V或更低或更低高速高速ADC 應(yīng)用：例如手機(jī)通訊應(yīng)用：例如手機(jī)通訊轉(zhuǎn)換速度要求較高，速率達(dá)上百轉(zhuǎn)換速度要求較高，速率達(dá)上百M(fèi)sps差分差分時(shí)鐘輸入時(shí)鐘輸入高速上百高速

3、上百M(fèi)spsCIN-AIN-高速高速ADCADC與傳統(tǒng)與傳統(tǒng)ADCADC測(cè)試差異測(cè)試差異偏移誤差偏移誤差增益誤差增益誤差靜態(tài)參數(shù)靜態(tài)參數(shù)包括靜態(tài)參數(shù)和動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試包括靜態(tài)參數(shù)和動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試微分線性誤差微分線性誤差積分線性誤差積分線性誤差總諧波失真總諧波失真信噪比信噪比信號(hào)噪聲失真比信號(hào)噪聲失真比無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍動(dòng)態(tài)參數(shù)動(dòng)態(tài)參數(shù)有效位有效位高速高速ADCADC與傳統(tǒng)與傳統(tǒng)ADCADC測(cè)試差異測(cè)試差異靜態(tài)參數(shù)靜態(tài)參數(shù)動(dòng)態(tài)參數(shù)動(dòng)態(tài)參數(shù)高速高速ADCADC與傳統(tǒng)與傳統(tǒng)ADCADC測(cè)試差異測(cè)試差異 靜態(tài)參數(shù)：低速下測(cè)得靜態(tài)參數(shù)：低速下測(cè)得 差異：動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試差異：動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試n 傳統(tǒng)傳統(tǒng)AD

4、CADC測(cè)試測(cè)試模擬輸入頻率低，無(wú)需考慮濾波及匹配；模擬輸入頻率低，無(wú)需考慮濾波及匹配；時(shí)鐘頻率低，無(wú)需考慮抖動(dòng)、相噪影響；時(shí)鐘頻率低，無(wú)需考慮抖動(dòng)、相噪影響；采樣速率低，數(shù)字輸出幅度高，誤采率低；采樣速率低，數(shù)字輸出幅度高，誤采率低；基準(zhǔn)電壓較高（基準(zhǔn)電壓較高（5V5V或以上），模擬輸入信號(hào)或以上），模擬輸入信號(hào)范圍較大，相對(duì)噪聲干擾較小范圍較大，相對(duì)噪聲干擾較小高速高速ADCADC測(cè)試難點(diǎn)測(cè)試難點(diǎn)高速高速ADCADC測(cè)試難點(diǎn)：動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試難點(diǎn)：動(dòng)態(tài)參數(shù)n 模擬輸入信號(hào)濾波模擬輸入信號(hào)濾波n 模擬輸入阻抗匹配模擬輸入阻抗匹配n 高速時(shí)鐘抖動(dòng)要求高速時(shí)鐘抖動(dòng)要求n 輸出高速信號(hào)采集輸出高速信號(hào)

5、采集濾波濾波單端轉(zhuǎn)差分單端轉(zhuǎn)差分（高頻）（高頻）（高速）（高速）（高速）（高速）阻抗匹配阻抗匹配350mV工程測(cè)試實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)：工程測(cè)試實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)：解決措施解決措施1-1-模擬輸入信號(hào)濾波模擬輸入信號(hào)濾波信號(hào)源輸出（含諧波）濾波后濾波后信號(hào)源諧波引入測(cè)試結(jié)果，信號(hào)源諧波引入測(cè)試結(jié)果，導(dǎo)致總諧波失真導(dǎo)致總諧波失真THD 差差改善總諧波失真改善總諧波失真THD濾波后濾波后解決措施解決措施2-2-模擬輸入單端轉(zhuǎn)差分模擬輸入單端轉(zhuǎn)差分需要單端轉(zhuǎn)差分電路需要單端轉(zhuǎn)差分電路選擇選擇1 1：4 4的變壓器（的變壓器（AD9246AD9246應(yīng)用帶寬較窄，所需輸入驅(qū)動(dòng)低）應(yīng)用帶寬較窄，所需輸入驅(qū)動(dòng)低）解決措施解決措

6、施3-3-模擬輸入阻抗匹配模擬輸入阻抗匹配確定確定ADCADC輸入阻抗輸入阻抗AIN+AIN-阻抗匹配阻抗匹配通過(guò)計(jì)算確定：通過(guò)計(jì)算確定：R=251R=251歐，歐，L=523nHL=523nH（參考參考ADIADI：AN-935AN-935）基波幅度基波幅度基波幅度降低將導(dǎo)致所有動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量值偏低基波幅度降低將導(dǎo)致所有動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量值偏低解決措施解決措施3-3-模擬輸入阻抗匹配模擬輸入阻抗匹配匹配前匹配前SNRSNR參數(shù)參數(shù)匹配后匹配后SNRSNR參數(shù)參數(shù)基波幅度基波幅度解決措施解決措施4-4-采樣時(shí)鐘抖動(dòng)采樣時(shí)鐘抖動(dòng) tVVt時(shí)鐘抖動(dòng)時(shí)鐘抖動(dòng)JitterJitter與與SNRSNR關(guān)系關(guān)系f

7、 = 70 MHzSNR = 75 dBJitter = ? 400 fs解決措施解決措施5-5-高速數(shù)字輸出采樣高速數(shù)字輸出采樣數(shù)據(jù)速率高，擺幅小，容易誤采數(shù)據(jù)速率高，擺幅小，容易誤采LVDSLVDS輸出走線需對(duì)稱等長(zhǎng)，盡量短輸出走線需對(duì)稱等長(zhǎng)，盡量短PCB PCB 設(shè)計(jì)要點(diǎn)：設(shè)計(jì)要點(diǎn)：l 相對(duì)于走線長(zhǎng)度的變化，保持相對(duì)于走線長(zhǎng)度的變化，保持T TW W、T TS S、D D為常量。為常量。l 保持保持 T TS S 2T 2TD 2TS S。l 盡可能避免盡可能避免9090度轉(zhuǎn)彎。度轉(zhuǎn)彎。l 控制控制 T TW W 和和 T TG G，使阻抗約為，使阻抗約為 50 50 歐歐改善措施：改善措施：思考思考墨菲定律墨菲定律啟發(fā)啟發(fā) 凡是可能會(huì)出現(xiàn)最壞的情況，就必定會(huì)出現(xiàn)凡是可能會(huì)出現(xiàn)最