[發(fā)明專利]高精度ADC線性度的測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210559873.7
• 申請(qǐng)日: 2012-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103067008A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃成;劉昊;王薇;李佑輝;楊騰;李琪瓊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M1/10
• 分類號(hào): H03M1/10
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種混合信號(hào)測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種高精度ADC線性度的測(cè)試方法。

背景技術(shù)

模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）顧名思義就是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，作為模擬和數(shù)字世界之間的橋梁，在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中顯得尤為重要，其廣泛應(yīng)用到多媒體﹑數(shù)據(jù)采集﹑移動(dòng)通信等各個(gè)領(lǐng)域。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)不斷進(jìn)步，也極大推動(dòng)了IC技術(shù)進(jìn)一步提高，作為現(xiàn)代電子產(chǎn)品中的重要部分模數(shù)轉(zhuǎn)換器也得到了很大發(fā)展，主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)換位數(shù)不斷提高、分辨率不斷增強(qiáng)，尤其是在近幾年來(lái)16位﹑18位﹑24位的產(chǎn)品不斷出現(xiàn)。隨著轉(zhuǎn)換位數(shù)的不斷提高，固有的測(cè)試方法也越來(lái)愈不能滿足需求，因此找出一種能夠快速準(zhǔn)確的測(cè)試ADC性能的方法，顯得非常急迫。

目前，ADC測(cè)試面臨諸多的問(wèn)題。首先是測(cè)試精度的提高越來(lái)越有難度，因?yàn)殡S著DAC的位數(shù)不斷提高，以及基準(zhǔn)電壓的不斷減小，其LSB越來(lái)越小。比如對(duì)于一個(gè)基準(zhǔn)電壓為3V、轉(zhuǎn)換位數(shù)為12V的ADC，其LSB大小為0.732mV，對(duì)這樣一個(gè)為幾乎為零的電壓很難以測(cè)試到。其次測(cè)試成本的不斷提高，對(duì)DAC的測(cè)試一般需要高精密的儀器，而購(gòu)買一套此設(shè)備顯然對(duì)與中小公司很難以承受的。隨著ADC轉(zhuǎn)換位數(shù)的提高，其對(duì)測(cè)試信號(hào)的線性度要求就變得非常大，需要高線性度的輸入信號(hào)，這在目前來(lái)看仍是一個(gè)十分困難的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種高精度ADC線性度的測(cè)試方法，本發(fā)明采用低線性度信號(hào)源對(duì)高精度ADC的線性度進(jìn)行測(cè)試，減小了測(cè)試成本，同時(shí)也降低了測(cè)試難度。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種高精度ADC線性度的測(cè)試方法，所述測(cè)試方法中包括低線性度信號(hào)源、待測(cè)的高精度ADC以及偏置電壓源，低線性度信號(hào)源所輸出的低線性度信號(hào)可與偏置電壓源所輸出的偏置電壓疊加后輸入到高精度ADC中，具體的測(cè)試步驟如下：

步驟1：將低線性度信號(hào)源的輸出信號(hào)分割成線性部分和非線性部分，然后對(duì)其非線性部分進(jìn)行三角級(jí)數(shù)展開(kāi)；

步驟2：通過(guò)轉(zhuǎn)換時(shí)間對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)與轉(zhuǎn)換電壓相等，得出一組方程，并且通過(guò)直方圖得出具體轉(zhuǎn)換時(shí)間和輸出數(shù)據(jù)；

步驟3：在低線性度信號(hào)源的輸出信號(hào)的基礎(chǔ)上疊加一偏置電壓后，所述偏置電壓來(lái)自于偏置電壓源的輸出端，重復(fù)步驟2，得出另一組方程和輸出數(shù)據(jù)；

步驟4：通過(guò)得出的兩組方程和輸出數(shù)據(jù)，用最小二乘法擬合，估計(jì)出三角函數(shù)級(jí)數(shù)的各項(xiàng)系數(shù)；

步驟5：用估計(jì)出的三角函數(shù)級(jí)數(shù)和輸出數(shù)據(jù)計(jì)算出待測(cè)的高精度ADC的非線性。

作為優(yōu)化，所述低線性度信號(hào)源輸出的低線性度信號(hào)的線性度低，比待測(cè)的高精度ADC的低7~8位精度。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

本發(fā)明所描述的高精度ADC線性度的測(cè)試方法，其只需采用以低線性度信號(hào)源以及一偏置電壓源即可實(shí)現(xiàn)，測(cè)試成本低。測(cè)試過(guò)程中，低線性度信號(hào)源產(chǎn)生兩個(gè)低線性度的信號(hào)作為待測(cè)高精度ADC的輸入信號(hào)，兩輸入信號(hào)之間相隔一個(gè)固定偏置電壓，這一固定偏置電壓由偏置電壓源提供，得到高精度ADC在兩輸入信號(hào)下的輸出結(jié)果后，再結(jié)合兩輸入信號(hào)下的方程即可計(jì)算出待測(cè)高精度ADC的非線性即線性度，這也在一定程度上降低了測(cè)試難度。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中無(wú)偏置電壓下的測(cè)試結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中加入偏置電壓后的測(cè)試結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中線性度定義的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說(shuō)明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。

實(shí)施例：

本實(shí)施例描述了一種高精度ADC線性度的測(cè)試方法，所述測(cè)試方法中包括低線性度信號(hào)源、待測(cè)的高精度ADC以及偏置電壓源，低線性度信號(hào)源所輸出的低線性度信號(hào)可與偏置電壓源所輸出的偏置電壓疊加后輸入到高精度ADC中，具體的測(cè)試步驟如下：

步驟1：將低線性度信號(hào)源的輸出信號(hào)分割成線性部分和非線性部分，然后對(duì)其非線性部分進(jìn)行三角級(jí)數(shù)展開(kāi)；

步驟2：通過(guò)轉(zhuǎn)換時(shí)間對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)與轉(zhuǎn)換電壓相等，得出一組方程，并且通過(guò)直方圖得出具體轉(zhuǎn)換時(shí)間和輸出數(shù)據(jù)；