一种基于FPGA的ADC性能测试系统及其测试方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于FPGA的ADC性能测试系统及其测试方法，其系统包括FPGA处理芯片，FPGA处理芯片电连接有DDR3存储器、ADC电流采样芯片和被测ADC芯片，FPGA处理芯片与上位机连接通信，上位机向FPGA处理芯片发送测试信号指令对被测ADC芯片进行采样，被测ADC芯片连接有产生测试模拟信号的信号源，被测ADC芯片将测试模拟信号转化为数字信号传输至FPGA处理芯片，ADC电流采样芯片采集被测ADC芯片的电流、电压模拟信号并转换为数字信号传输至FPGA处理芯片，FPGA处理芯片将数字信号作为测试数据存储至DDR3存储器，FPGA处理芯片读取DDR3存储器的测试数据并进行处理后以获得被测ADC芯片的测试性能参数。本发明专利技术减轻了FPGA处理芯片内部总线的负担，提高了模数转换芯片的测试效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的ADC性能测试系统及其测试方法


[0001]本专利技术属于ADC测试
，具体涉及一种基于FPGA的ADC性能测试系统及其测试方法。

技术介绍

[0002]随着工业控制技术的飞速发展，ADC(模数转换器)在数据采集系统中发挥的作用越来越重要，对模数转换芯片的需求也日益增加，而高速、高精度的数据采集系统已成为医疗设备、无人驾驶、高精度导航等诸多场景应用的解决方案。近年来电子信息技术不断发展，接口技术也多种多样，高速稳定的数据传输也成为数据采集系统发展的新趋势，ADC性能测试在ADC的增产与应用中成为了关键的一环，因此对于ADC高效性能测试变的至关重要。
[0003]在传统的ADC测试系统中，由于包含多种测试模块，测试系统结构臃肿繁杂，集成度不够高，而且受限于多个测试模块间的走线干扰，对测试数据有一定的影响，在实际测试中对测试人员的技术要求也较高，同时测试周期长、测试成本高，因此传统的ADC测试系统不利于ADC高效性能测试。
[0004]目前，模数转换芯片的性能测试多数依赖于专业测试机构，而专业测试机构一般采用多功能一体化的测试机台，测试机台的优势表现为集成度高、可测试芯片的种类多、可测试的性能参数种类多、测试精度高。
[0005]然而专业测试机构在测试前需根据委托方的测试需求定制专用测试板卡，编写专用测试程序并进行调试，因此测试周期较长，并且由于专业测试机构的测试机台的各项性能参数精度可达万分之一，但实际需要的精度只有百分之一，因此造成了测试成本浪费；同时测试机台在测试过程中出现问题时还需要将测试芯片返还给委托方检查问题根源，耗时较长，而且专用测试板卡的设计费用、程序编写费用、报告出具费用也都较高，不利于模数转换芯片的生产研发。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于FPGA的ADC性能测试系统及其测试方法，其通过FPGA处理芯片的并行模式与高速接口可以迅速准确的处理测试数据，同时由于FPGA处理芯片的通信更加流畅，可缩短模数转换芯片的测试周期，降低测试成本。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种基于FPGA的ADC性能测试系统，其特征在于：包括FPGA处理芯片，所述FPGA处理芯片上连接有DDR3存储器、ADC电流采样芯片和被测ADC芯片，所述FPGA处理芯片同时与上位机连接通信，所述上位机向所述FPGA处理芯片发送测试信号指令对被测ADC芯片进行采样，所述被测ADC芯片上连接有产生测试模拟信号的信号源，被测ADC芯片将测试模拟信号转化为数字信号传输至所述FPGA处理芯片，所述ADC电流采样芯片采集被测ADC芯片的电流、电压模拟信号并转换为数字信号传输至所述FPGA处理芯片，所述FPGA处理芯片将数字
信号作为测试数据存储至所述DDR3存储器，所述FPGA处理芯片读取DDR3存储器中的测试数据并进行处理以获得被测ADC芯片的测试性能参数。
[0009]进一步，所述被测ADC芯片的模拟信号管脚连接有外部信号发生器，所述外部信号发生器产生测试波形作为所述信号源，所述被测ADC芯片的数字信号管脚连接所述FPGA处理芯片的I/O单元，所述ADC电流采样芯片的模拟信号管脚连接所述被测ADC芯片的电源接口，所述ADC电流采样芯片的数字信号管脚连接所述FPGA处理芯片的I/O单元，所述DDR3存储器连接所述FPGA处理芯片的I/O单元。
[0010]进一步，所述信号源产生差分正弦的测试模拟信号；所述被测ADC芯片将测试模拟信号转换为数字信号后输出四路LVDS信号以及时钟信号至所述FPGA处理芯片。
[0011]进一步，所述ADC电流采样芯片采集所述被测ADC芯片的电流、电压模拟信号后并通过串行SPI将采样结果传输至所述FPGA处理芯片。
[0012]进一步，所述FPGA处理芯片的型号为XC7A35T
‑
2FGG484I；所述DDR3存储器的型号为NT5CC128M16IP
‑
DI；所述ADC电流采样芯片的型号为SE7606。
[0013]本专利技术还提供一种基于FPGA的ADC性能测试方法，其特征在于：包括下述步骤：
[0014]步骤S1：所述上位机向FPGA处理芯片下发功能配置指令，所述FPGA处理芯片分别向被测ADC芯片、ADC电流采样芯片和DDR3存储器发送配置信息并配置功能模式；
[0015]步骤S2：所述上位机向FPGA处理芯片发送测试启动指令，通过信号源产生测试模拟信号，所述FPGA处理芯片使能被测ADC芯片和ADC电流采样芯片
；
[0016]步骤S3：所述被测ADC芯片根据步骤S1配置的功能模式对测试模拟信号进行转换并输出四路LVDS信号以及时钟信号至所述FPGA处理芯片；
[0017]所述ADC电流采样芯片根据步骤S1配置的功能模式持续采集被测ADC芯片的电流、电压模拟信号，并将电流、电压模拟信号转化为数字信号后传输至所述FPGA处理芯片；
[0018]步骤S4：所述FPGA处理芯片接收来自被测ADC芯片和ADC电流采样芯片的数字信号，将数字信号作为测试数据写入所述DDR3存储器；
[0019]步骤S5：所述FPGA处理芯片控制被测ADC芯片与ADC电流采样芯片失能，所述FPGA处理芯片读取所述DDR3存储器中的测试数据并对测试数据进行处理后获得被测ADC芯片的测试性能参数。
[0020]进一步，所述步骤S5中，所述FPGA处理芯片通过IEEE1241标准所述对测试数据进行处理后获得被测ADC芯片的测试性能参数。
[0021]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点和效果：
[0022]本专利技术提供的一种基于FPGA的ADC性能测试系统及其测试方法，通过ADC电流采样芯片直接采集被测ADC芯片的工作电流、电压模拟信号，由于本专利技术不使用高精度功率计，因此可以选择成本较低的、可满足测试要求的ADC电流采样芯片以节省测试成本；并且在数据采集过程中将测试数据临时存储在DDR3存储器中，采集完成后再由FPGA处理芯片读取DDR3存储器中的测试数据，FPGA处理芯片对测试数据进行处理后发送至上位机，减轻了FPGA处理芯片内部总线的负担，更好的保证了测试过程中的精度，提高了模数转换芯片的测试效率，缩短了模数转换芯片的测试周期，降低了测试成本。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的测试系统原理框图。
[0024]图2为本专利技术的测试方法流程示意图。
[0025]附图标记如下：1
‑
信号源，2
‑
ADC电流采样芯片；3
‑
被测ADC芯片；4
‑
上位机；5
‑
FPGA处理芯片，6
‑
DDR3存储器。
具体实施方式
[0026]以下将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，以便更清楚理解本专利技术的目的、特点和优点。应理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的ADC性能测试系统，其特征在于：包括FPGA处理芯片(5)，所述FPGA处理芯片(5)上连接有DDR3存储器(6)、ADC电流采样芯片(2)和被测ADC芯片(3)，所述FPGA处理芯片(5)同时与上位机(4)连接通信，所述上位机(4)向所述FPGA处理芯片(5)发送测试信号指令对被测ADC芯片(3)进行采样，所述被测ADC芯片(3)上连接有产生测试模拟信号的信号源(1)，所述被测ADC芯片(3)将测试模拟信号转化为数字信号传输至所述FPGA处理芯片(5)，所述ADC电流采样芯片(2)采集被测ADC芯片(3)的电流、电压模拟信号并转换为数字信号传输至所述FPGA处理芯片(5)，所述FPGA处理芯片(5)将数字信号作为测试数据存储至所述DDR3存储器(6)，所述FPGA处理芯片(5)读取DDR3存储器(6)中的测试数据并进行处理以获得被测ADC芯片(3)的测试性能参数。2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的ADC性能测试系统，其特征在于：所述被测ADC芯片(3)的模拟信号管脚连接有外部信号发生器，所述外部信号发生器产生测试波形作为所述信号源(1)，所述被测ADC芯片(3)的数字信号管脚连接所述FPGA处理芯片(5)的I/O单元，所述ADC电流采样芯片(2)的模拟信号管脚连接所述被测ADC芯片(3)的电源接口，所述ADC电流采样芯片(2)的数字信号管脚连接所述FPGA处理芯片(5)的I/O单元，所述DDR3存储器(6)连接所述FPGA处理芯片(5)的I/O单元。3.根据权利要求1或2所述的一种基于FPGA的ADC性能测试系统，其特征在于：所述信号源(1)产生差分正弦的测试模拟信号；所述被测ADC芯片(3)将测试模拟信号转换为数字信号后输出四路LVDS信号以及时钟信号至所述FPGA处理芯片(5)。4.根据权利要求3所述的一种基于FPGA的ADC性能测试系统，其特征在于：所述ADC电流采样芯片(2)采集所述被测ADC芯片(3)的电流、电压模拟信号后并通过串行SPI将采样结果传输至所述FPGA处理芯片(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兵，刘天宇，何飞翔，崔红卫，金山，雷佳，袁博，谷雨，李跃阳，吕永国，高严，种含伟，杨挺轩，
申请(专利权)人：陕西省电子技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：