信號處理機的高速ADC模塊動(dòng)態(tài)性能在線(xiàn)測試

　　求出采樣輸出信號的頻譜后,要得到相關(guān)測試參數值還得確定信號基頻及各次諧波的位置。下面給出頻率分量及其鏡像的關(guān)系如圖3所示。設Fo為位于奈奎斯特區間（DC～Fs/2）的一個(gè)頻率。又令Fk為頻帶中Fo的鏡像,又稱(chēng)Fo為的第k次鏡像。

　　圖3 頻率分量及其鏡像分量關(guān)系示意圖

　　所有鏡像間的關(guān)系可如下表示：

　　從上面的關(guān)系可看出，對于奇偶次鏡像分量而言，都能在奈奎斯特區間內找到它們對應的頻率分量，也就是說(shuō)對于任意的超出奈奎斯特區間的諧波分量都可以在奈奎斯特區間內找到其鏡像分量。如果，諧波位于奈奎斯特區間內，可直接計算得到諧波位置；要是諧波超出奈奎斯特區間，則要估計上面的鏡像方法來(lái)獲得諧波的數據。

　　四、基于信號處理機的ADC模塊測試

　　我們對信號處理機的電路板的高速ADC模塊進(jìn)行了在線(xiàn)測試。圖4中虛框所包圍的部分是信號處理機的模數轉換電路。DSP21065L將采集到的數據存儲在內部存儲區中，采集完畢后通過(guò)DSP仿真系統的JTAG接口將數據傳送到PC中，最后在Matlab中進(jìn)行相關(guān)的數字信號處理，根據處理結果對轉換電路的轉換性能做相應的評估分析。根據所獲得的模數轉換電路的性能指標，可以分析轉換電路對信號處理機的影響。

　　圖4 實(shí)際測試電路

　　圖中AD轉換芯片AD9225為12位精度，最高轉換速率為25MSPS，芯片內部帶有采樣保持電路和參考電壓源?；拘阅苋缦拢?P>　　lSNR71dB（finput=2.5MHz）

　　lSINAD 70.7dB（finput=2.5MHz）

　　lTHD –82Db（finput=2.5MHz）

　　精度INL：DNL:

　　4.1部分測試數據

　　測試信號為滿(mǎn)幅度正弦波，每次采樣8192點(diǎn)數據，做8192點(diǎn)FFT，得到采樣數據頻譜。在不同的采樣頻率和信號頻率下，分別做5次實(shí)驗，取平均值。表1給出各諧波大小值。表2是得到的一些動(dòng)態(tài)參數。

　　表1 各次采樣的諧波數（fs為采樣頻率，f為信號頻率）

　　表2 動(dòng)態(tài)參數測試的結果

　　4.2 測試數據分析

　　12位精度的轉換電路，其理論信噪比應達74dB,而實(shí)際測試中只有60～70dB。說(shuō)明有除量化噪聲之外的別的噪聲源。實(shí)驗中發(fā)現如將轉換電路中的模擬電源和數字電源采用同一電源供電，則信噪比要比二者分別供電時(shí)減少大約5～6dB。改善接地的狀況也能有效的提高轉換動(dòng)態(tài)性能，例如，在接地情況不佳的情況下5MHz采樣1.54MHz時(shí)的信噪比只有59.7dB，而在改善接地狀況后提高到了61.64dB，提高了1.94dB。實(shí)驗數據顯示諧波失真較為嚴重，我們分析主要原因是信號源純度偏低。測試的結果接近AD9225技術(shù)手冊給出的參數，這說(shuō)明了該方法的可信度。從SNR值來(lái)看，由于測試針對整個(gè)高速模數轉換電路，得到的結果反映的是整個(gè)電路的動(dòng)態(tài)轉換特性。由于各輔助電路的影響，使得轉換電路的性能低于器件手冊給出的參數。根據測試結果分析，對高速模數轉換電路的設計提出下列參考意見(jiàn)：