用于模数转换器的低噪声和低失真测试方法和系统技术方案

本申请涉及用于模数转换器的低噪声和低失真测试方法和系统。所公开的示例包括用于测试ADC的方法(100)和自动化测试系统。方法(100)包括基于在所述ADC输入端子短路时采样的第一组数据值计算ADC噪声值(σADC)、基于在测试电路信号源通过信号链向ADC施加零伏时采样的第二组数据值计算(114)第一系统噪声值(σSYS‑0V)、基于第一系统噪声值和ADC噪声值计算(116)信号链噪声值(σSIGNAL‑CHAIN)、基于在测试电路信号源将非零源电压信号施加到所述信号链时采样的第三组数据值计算(122)测得的SNR值(SNRMEASURED)、基于测得的SNR值(SNRMEASURED)计算(124)第二系统噪声值(σSYS‑FS)，以及基于第二系统噪声值(σSYS‑FS)和信号链噪声值(σSIGNAL‑CHAIN)计算(126)ADC SNR值(SNRADC)。

Low Noise and Low Distortion Testing Method and System for ADC

【技术实现步骤摘要】
用于模数转换器的低噪声和低失真测试方法和系统
技术介绍
在许多现代电气系统中使用模数转换器(ADC)来提供表示采样输入信号的数字值。在制造期间，ADC经过测试，可根据信噪比(SNR)评估噪声性能，并表征积分非线性度(INL)，以确保ADC将正常工作。INL性能与测试系统的稳定时间有关，并且在测试系统的快速稳定时间和低噪声之间存在折衷。目前的系统使用两个独立的电路来测试高性能ADC噪声和积分非线性。这增加了给定制造ADC的测试时间，因为每个部件需要两次插入ADC。到低噪声测试电路的第一插入评估SNR性能，并且到快速稳定时间测试电路的第二插入评估INL性能。
技术实现思路
所公开的示例提供了用于测试ADC噪声性能的简化技术。使用具有三种模式的方法呈现用于测试ADC的系统和方法。在某些示例中，该方法包括接收在第一ADC输入端子和第二ADC输入端子彼此连接时采样的第一组数据值。该方法进一步包括，接收在ADC输入端子连接到测试电路的测试电路信号链并且测试电路信号源将零伏源电压信号施加到测试电路信号链时由ADC采样的第二组数据值。该方法进一步包括，接收在第一ADC输入端子和第二ADC输入端子连接到测试电路信号链并且测试电路信号源将满量程源电压信号施加到测试电路信号链时由ADC采样的第三组数据值。该方法进一步包括基于第一组数据值、第二组数据值和第三组数据值计算表示ADC的噪声性能的ADCSNR值。在一些示例中，该方法进一步包括致动测试电路以将第一ADC输入端子和第二ADC输入端子彼此连接。在一些示例中，该方法进一步包括：致动ADC以在第一ADC输入端子和第二ADC输入端子彼此连接时对输入信号进行采样，并且从ADC接收第一组数据值。在一些示例中，该方法进一步包括基于第一组数据值计算ADC噪声值。在一些示例中，该方法进一步包括致动测试电路以将ADC输入连接到测试电路的测试电路信号链，并设置测试电路信号源以将零伏源电压信号施加到信号链。在一些示例中，该方法进一步包括致动ADC以在测试电路信号源向信号链施加零伏时对输入信号进行采样，并且从ADC接收第二组数据值。在一些示例中，该方法进一步包括基于第二组数据值计算第一系统噪声值。在一些示例中，该方法进一步包括基于第一系统噪声值和ADC噪声值计算信号链噪声值。在一些示例中，该方法进一步包括致动测试电路信号源以在第一ADC输入端子和第二ADC输入端子连接到信号链时将非零满量程源电压信号施加到信号链。在一些示例中，该方法进一步包括致动ADC以在测试电路信号源将非零满量程源电压信号施加到信号链时对输入信号进行采样，并且从ADC接收第三组数据值。在一些示例中，该方法进一步包括基于第三组数据值计算测得的SNR值。在一些示例中，该方法进一步包括基于测得的SNR值计算第二系统噪声值。在一些示例中，该方法进一步包括基于第二系统噪声值和信号链噪声值来计算ADCSNR值。在一些示例中，该方法进一步包括将ADC噪声值计算为第一组数据值的标准偏差；并且将第一系统噪声值计算为第二组数据值的标准偏差。在一些示例中，该方法进一步包括基于使用ADC代码范围来计算第二系统噪声值。在一些示例中，该方法进一步包括基于信号链噪声值的平方与第二系统噪声值的平方之间的差值的平方根来计算ADCSNR值。在一些示例中，该方法进一步包括测得的SNR值包括对第三组数据值执行快速傅立叶变换。在一些示例中，该方法进一步包括将信号链噪声值计算为ADC噪声值的平方与第一系统噪声值的平方之间的差值的平方根。还提供了一种用于测试连接的ADC的自动化测试系统，该ADC包括输入端，该输入端具有第一ADC输入端子和第二ADC输入端子以接收输入信号。该系统包括测试电路。测试电路包括测试电路信号源，该测试电路信号源包括第一信号源输出端和第二信号源输出端，以根据信号源控制信号提供源电压信号。测试电路进一步包括信号链电路。信号链包括信号链输入端以用于从测试电路信号源接收源电压信号，该信号链输入端包括连接到第一信号源输出端的第一信号链输入节点，以及连接到第二信号源输出端的第二信号链输入节点。信号链进一步包括信号链输出端以提供信号链输出信号，该信号链输出端包括第一信号链输出节点。测试电路进一步包括第二信号链输出节点。测试电路进一步包括与信号链输出端和ADC的输入端耦合的开关电路，该开关电路在第一状态下操作以将第一ADC输入端子和第二ADC输入端子彼此连接，并且在第二状态下操作以将信号链输出端连接到ADC的输入端以向第一ADC输入端子和第二ADC输入端子提供信号链输出信号。在某些实施方式中，该系统进一步包括主机系统。主机系统包括处理器，该处理器被配置为：在第一测试模式中，提供开关控制信号以将开关电路置于第一状态、提供转换控制信号以使得ADC在该开关电路置于第一状态时对输入信号进行采样并转换、从ADC接收对应的第一组数据值并基于第一组数据值计算ADC噪声值。在某些实施方式中，处理器进一步被配置为：在第二测试模式中，提供开关控制信号以将开关电路置于第二状态、提供信号源控制信号以使得测试电路信号源向信号链电路提供零伏下的源电压信号、提供转换控制信号以使得ADC在测试电路信号源向信号链电路提供零伏下的源电压信号时对输入信号进行采样并转换、从ADC接收对应的第二组数据值并基于该第二组数据值计算第一系统噪声值。在某些实施方式中，处理器进一步被配置为基于第一系统噪声值和ADC噪声值来计算信号链噪声值。在某些实施方式中，处理器进一步被配置为：在第三测试模式中，提供源控制信号以使得测试电路信号源在开关电路处于第二状态时按照非零满量程正弦波电压信号向信号链电路提供源电压信号、提供转换控制信号以使得ADC在测试电路信号源按照非零满量程正弦波电压信号向信号链电路提供源电压信号时对输入信号进行采样和转换、从ADC接收对应的第三组数据值并基于第三组数据值计算测得的信噪比值。在某些实施方式中，处理器进一步被配置为基于测得的SNR值计算第二系统噪声值。在某些实施方式中，处理器进一步被配置为基于第二系统噪声值和信号链噪声值计算表示ADC的噪声性能的ADCSNR值。在一些示例中，处理器将ADC噪声值计算为第一组数据值的标准偏差。在一些示例中，处理器将第一系统噪声值计算为第二组数据值的标准偏差。在一些示例中，处理器基于使用ADC代码范围来计算第二系统噪声值。在一些示例中，处理器基于信号链噪声值的平方与第二系统噪声值的平方之间的差值的平方根来计算ADCSNR值。在一些示例中，测得的SNR值包括对第三组数据值执行快速傅立叶变换。在一些示例中，信号链噪声值被计算为ADC噪声值的平方与第一系统噪声值的平方之间的差值的平方根。在另一个实施例中，提供了一种单独测试ADC的方法。ADC包括输入端，该输入端具有第一ADC输入端子以及第二ADC输入端子以用于接收输入信号。该方法包括，对于多个ADC，将第一ADC输入端子和第二ADC输入端子彼此连接。该方法包括基于第一组数据值来计算ADC噪声值，该第一组数据值对应于ADC在第一ADC输入端子和第二ADC输入端子彼此连接时对输入信号进行采样。该方法包括将第一ADC输入端子和第二ADC输入端子连接到测试电路信号链，并设置测试电路信号源以将零伏源电压信号施加到信号链。该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测试模数转换器即ADC的方法，所述ADC包括输入端，所述输入端具有第一ADC输入端子和第二ADC输入端子以接收输入信号，所述方法包括：由处理器接收在所述第一ADC输入端子和所述第二ADC输入端子彼此连接时由所述ADC采样的第一组数据值；由所述处理器接收在(i)所述第一ADC输入端子和所述第二ADC输入端子连接到测试电路的测试电路信号链并且(ii)测试电路信号源将零伏源电压信号施加到所述测试电路信号链时由所述ADC采样的第二组数据值；由所述处理器接收在(i)所述第一ADC输入端子和所述第二ADC输入端子连接到所述测试电路信号链并且(ii)所述测试电路信号源将满量程源电压信号施加到所述测试电路信号链时由所述ADC采样的第三组数据值；以及由所述处理器基于所述第一组数据值、所述第二组数据值和所述第三组数据值计算表示所述ADC的噪声性能的ADC SNR值。

【技术特征摘要】
2017.09.11 US 15/700,3791.一种测试模数转换器即ADC的方法，所述ADC包括输入端，所述输入端具有第一ADC输入端子和第二ADC输入端子以接收输入信号，所述方法包括：由处理器接收在所述第一ADC输入端子和所述第二ADC输入端子彼此连接时由所述ADC采样的第一组数据值；由所述处理器接收在(i)所述第一ADC输入端子和所述第二ADC输入端子连接到测试电路的测试电路信号链并且(ii)测试电路信号源将零伏源电压信号施加到所述测试电路信号链时由所述ADC采样的第二组数据值；由所述处理器接收在(i)所述第一ADC输入端子和所述第二ADC输入端子连接到所述测试电路信号链并且(ii)所述测试电路信号源将满量程源电压信号施加到所述测试电路信号链时由所述ADC采样的第三组数据值；以及由所述处理器基于所述第一组数据值、所述第二组数据值和所述第三组数据值计算表示所述ADC的噪声性能的ADCSNR值。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：由所述处理器致动所述测试电路以将所述第一ADC输入端子和所述第二ADC输入端子彼此连接；由所述处理器致动所述ADC，以在所述第一ADC输入端子和所述第二ADC输入端子彼此连接时对所述输入信号进行采样并且从所述ADC接收所述第一组数据值；由所述处理器基于所述第一组数据值计算ADC噪声值；由所述处理器致动所述测试电路以将所述ADC输入端连接到所述测试电路的测试电路信号链，并设置所述测试电路信号源以将零伏源电压信号施加到所述信号链；由所述处理器致动所述ADC，以在所述测试电路信号源向所述信号链施加零伏时对所述输入信号进行采样，并且从所述ADC接收所述第二组数据值；由所述处理器基于所述第二组数据值计算所述第一系统噪声值；由所述处理器基于所述第一系统噪声值和所述ADC噪声值计算信号链噪声值；由所述处理器致动所述测试电路信号源，以在所述第一ADC输入端子和所述第二ADC输入端子连接到所述信号链时将非零满量程源电压信号施加到所述信号链；由所述处理器致动所述ADC，以在所述测试电路信号源将所述非零满量程源电压信号施加到所述信号链时对所述输入信号进行采样，并且从所述ADC接收所述第三组数据值；由所述处理器基于所述第三组数据值计算测得的SNR值；由所述处理器基于所述测得的SNR值计算第二系统噪声值；以及由所述处理器基于所述第二系统噪声值和所述信号链噪声值计算所述ADCSNR值。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述ADC噪声值被计算为所述第一组数据值的标准偏差；并且其中所述第一系统噪声值被计算为所述第二组数据值的标准偏差。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二系统噪声值基于使用ADC代码范围来计算。5.根据权利要求2所述的方法，其中所述ADCSNR值基于所述信号链噪声值的平方与所述第二系统噪声值的平方之间的差值的平方根来计算。6.根据权利要求2所述的方法，其中计算所述测得的SNR值包括对所述第三组数据值执行快速傅立叶变换即FFT。7.根据权利要求2所述的方法，其中所述信号链噪声值被计算为所述ADC噪声值的平方与所述第一系统噪声值的平方之间的差值的平方根。8.一种用于测试所连接的模数转换器即ADC的自动化测试系统，所述ADC包括输入端，所述输入端具有第一ADC输入端子和第二ADC输入端子以接收输入信号，所述系统包括：测试电路，其包括：测试电路信号源，所述测试电路信号源包括第一信号源输出端和第二信号源输出端以根据信号源控制信号提供源电压信号，信号链电路，其包括：信号链输入端，其用于从所述测试电路信号源接收所述源电压信号，所述信号链输入端包括连接到所述第一信号源输出端的第一信号链输入节点以及连接到所述第二信号源输出端的第二信号链输入节点，以及信号链输出端，其提供信号链输出信号，所述信号链输出端包括第一信号链输出节点和第二信号链输出节点，以及开关电路，其与所述信号链输出端耦合并且与所述ADC的输入端耦合，所述开关电路在第一状态下操作以将所述第一ADC输入端子和所述第二ADC输入端子彼此连接，并且在第二状态下操作以将所述信号链输出端连接到所述ADC的输入端以向所述第一ADC输入端子和所述第二ADC输入端子提供所述信号链输出信号；以及主机系统，其包括处理器，所述处理器被配置为：在第一测试模式中，提供开...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·V·库尔卡尼，S·R·维米雷迪，S·C·卢德拉萨姆拉姆，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US