一种高速高精度ADC动态输入输出特性曲线快速测试方法技术

本发明专利技术公开了一种高速高精度ADC动态输入输出特性曲线的快速测试方法。针对高速高精度ADC，本测试方法首先同时采用第一类和第二类切比雪夫多项式对其动态输入输出特性曲线建模，并由此得到输出码值与模拟输入值的关系。随后基于该模型利用高频正弦信号输入下采集的ADC输出数字码和已知的激励信号信息建立一组矩阵方程，并利用最小二乘拟合方法进行求解，最后快速获得拟合的动态输入输出特性曲线及对应的动态INL估算结果。该测试方法避免了传统改进直方图采样点数多和相关频域估算ADC动态输入输出特性曲线测试方法中严格相干采样条件等问题，这些成果对于实现高速高精度ADC快速测试和验证具有十分重要的实用价值。

A fast and fast test method for high speed and high precision ADC dynamic input and output characteristic curve

The invention discloses a fast test method for high speed and high precision ADC dynamic input and output characteristic curve. For high-speed and high-precision ADC, first of all, the first and second Chebyshev polynomials are used to model their dynamic input and output curves, and the relationship between output code values and simulated input values is obtained. Then based on the model by using the excitation signal of high frequency sine signal input information collected under the ADC output digital code and known to establish a set of matrix equations, and solved by using the least squares fitting method, dynamic INL input and output characteristic curve and the corresponding fitting obtained fast estimation results. The method avoids the traditional improved histogram more sampling points and related frequency estimation of ADC dynamic input-output characteristic curve test method in strict coherent sampling conditions, these results have very important practical value for the realization of high speed and high precision ADC rapid test and verification.

【技术实现步骤摘要】
一种高速高精度ADC动态输入输出特性曲线快速测试方法
本专利技术涉及高速高精度ADC测试领域，具体涉及ADC批量测试和验证、用于ADC一次性快速估算算法研究等。
技术介绍
模数转换器(Analog-to-DigitalConvertor，ADC)是当前数模混合信号和数字信号处理两大系统中极其关键的组成模块。近年来随着SOC技术和通信产业的迅猛发展，对ADC的性能要求也越来越高。其中流水线型ADC由于可以同时达到高速、高精度的性能要求，已经广泛应用于各个领域，比如射频技术、多媒体数据处理以及自动化测试仪等。对于需要评估这类器件质量的ADC制造商，测试时间是最为重要的关注点之一。如何快速有效的测试高速高精度ADC既直接关系到芯片的生产周期及其使用寿命，又间接影响芯片的市场认可度。对于高速高精度ADC芯片，其设计和工艺制作成本本就占用很大一部分，如果在芯片测试流程中还无法保证足够短的测试时间，总成本将会大大增加。因此，为了提高产品的可靠性，并出于测试成本角度考虑，当前最大的障碍在于缺乏一种行之有效的高速高精度ADC快速测试方法。通常ADC的性能指标分为两类，一类是包含微分非线性、积分非线性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速高精度ADC动态输入输出特性曲线快速测试方法，其特征在于：采用第一类和第二类切比雪夫多项式对待测ADC动态输入输出特性曲线建模；然后在参考误差最优估计的基础上利用正弦信号输入下采集的ADC输出数字码和已知的正弦激励信号信息搭建已有的动态输入输出特性曲线模型；随后采用最小二乘拟合方法在时域上识别该模型中的未知参数，最终估算出拟合的动态输入输出特性曲线。

【技术特征摘要】
1.一种高速高精度ADC动态输入输出特性曲线快速测试方法，其特征在于：采用第一类和第二类切比雪夫多项式对待测ADC动态输入输出特性曲线建模；然后在参考误差最优估计的基础上利用正弦信号输入下采集的ADC输出数字码和已知的正弦激励信号信息搭建已有的动态输入输出特性曲线模型；随后采用最小二乘拟合方法在时域上识别该模型中的未知参数，最终估算出拟合的动态输入输出特性曲线。2.根据权利要求1所述的高速高精度ADC动态输入输出特性曲线快速测试方法，其特征在于：具体步骤为：设待测ADC的激励信号为正弦信号如下，x(t)＝Vcos(2πfxt)+C(1)式中，V是输入正弦信号幅度，fx为输入正弦信号频率，C为输入正弦信号偏移量；那么，ADC动态输入输出特性曲线的完整模型应建模为：式中，Nh称为该模型的阶数，由ck组成的求和项是对静态非线性的描述，而由dk所组成的求和项是对动态非线性的描述，e(t)表示所有系统误差的总和；随后的算法估算过程中暂不考虑e(t)的影响，e(t)对于估算精度的影响将在优化估算结果中给出，那么此时所考虑的输入输出特性曲线实际上是一条近似平滑的拟合曲线；结合所分析的动态输入输出特性曲线的非单值形式，利用第一类和第二类切比雪夫多项式与三角函数的关系，如以下两式，Tn(cosθ)＝cos(nθ)(3)式中，Tn为第一类切比雪夫多项式，Un为第二类切比雪夫多项式；结合上述式(2)、(3)、(4)进行数学变换得到由估算得到的输入输出特性曲线g1(x)，g2(x)，式中，tk是对应第一类切比雪夫多项式系数，uk是对应第二类切比雪夫多项式系数，系数c0与式(2)中系数c0一致；采用参数谱线估计的方法，在时域上直接对ADC的输出数据进行谱线分量的识别。为了谱线分析，将ADC的输出特性模型建模为：

【专利技术属性】
技术研发人员：黄成，杨阳，闵嘉炜，周凯，郑晨，
申请(专利权)人：东南大学无锡集成电路技术研究所，北京临近空间飞行器系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32