基于參數(shù)譜估計的高速高精度ADC測試算法研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來，模數(shù)轉換器(ADC)向著高速高精度方向飛速發(fā)展，其發(fā)展的同時也極大地推動了ADC測試算法的研究和創(chuàng)新。然而這些年，如何實現(xiàn)高速高精度ADC的快速測試已經成為當前亟待解決的問題，原因在于已有的國際測試標準測試高速高精度ADC時所需的測試時間過長，嚴重限制了其在工程批量測試領域中的應用。因此，出于測試成本角度考慮，在保證可接受的測量精度下，實現(xiàn)高速高精度ADC的快速測試目前已經成為國內外混合信號測試領域的熱點研究課題之一。
　

2、　本文對傳統(tǒng)的純靜態(tài)參數(shù)譜估計算法進行研究和改進，采用迭代方式優(yōu)化輸入信號的頻率估計問題，同時構建動態(tài)輸入輸出特性曲線模型實現(xiàn)高頻信號輸入下高速高精度ADC非線性的快速測試。針對高速高精度ADC，本文首先同時采用第一類和第二類切比雪夫多項式對其動態(tài)輸入輸出特性曲線建模，并由此得到輸出碼值與模擬輸入值的關系。隨后基于該模型利用高頻正弦信號輸入下采集的ADC輸出數(shù)字碼和已知的激勵信號信息建立一組矩陣方程，并利用最小二乘擬合方法（Least-

3、squares fitting，LS）進行求解，最后快速獲得擬合的動態(tài)輸入輸出特性曲線及對應的動態(tài)INL估算結果。實現(xiàn)快速測試的最直接代價在于一定程度上降低了測試結果精度，為此，還重點對影響本文算法中誤差模型的采樣點數(shù)、模型階數(shù)等因素進行了仿真分析，并繪制出了誤差最優(yōu)估計仿真圖。最后本文選擇分辨率為14和16比特的ADC作為仿真對象，并采用ADI公司的14比特，采樣率達125 MSPS的高速高精度AD9648進行實驗。實驗結果表明，非相

4、干采樣并采用誤差最優(yōu)估計測試條件，即實際采樣點數(shù)為8000，模型階數(shù)為60時，6 MHz和10 MHz頻率輸入下基于本文動態(tài)參數(shù)譜估計方法獲得的動態(tài)INL估算誤差最大值分別為0.3849 LSB和0.3885 LSB，相比于頻域動態(tài)估算測試結果，其估算精度分別提高了51.6％和58.8％。此外，在達到本文預期指標的情況下，基于本文方法所需的采樣點數(shù)遠小于傳統(tǒng)直方圖方法所需的2％，大大減少了測試時間。
　　本文動態(tài)參數(shù)譜估計方法在測