CDS:correlated double samplerVGA: variable gain amplifierAFE: AFE (ActiveFront End)整流/回馈单元的功能.其主动的含义在于,与传 统的二极管或可控制硅整流技术相比,主动前端不再是被动地将交流转变成直流, 而是具备了很多主动的控制功能它不仅能消除高次谐波,提高功率因数,而 且不受电网波动的影响,具有卓越的动态特性ADC 性能指标:直流性能:INL:积分非线性误差指的是实际的传输特性与理想传输特性的在垂直方向上的最大差值,它表 示了实 际转移曲线偏离理想曲线的程度INL = I [(Vd - Vzer°)/Vlsb-ideaJ - D I,其中 0 < D < 2n-DNL: 微分非线性误差DNL = |[(Vd+i- VJ/Vlsb-ideal -叮 I,其中 0 < D < 2n- 2较高数值的DNL增加了量化结果中的噪声和寄生成分,限制了 ADC的性能,表现为有限的信号-噪声比指标(SNR)和 无杂散动态范围指标(SFDR)抖动:• 抖动A/D转拱辭%时钟对采样洼汨(可以是上升汨或一萍汨•取决于特宦辿却口转埃骼〕进行计壬.会产 三标准偉差:这珅时钟的不稱定临会昔敦转唤淫差.同刃带夹转喫匪操丙的曙犬二转喫器的综合抖动包 梧孔经抖动和对伸抖动.公式为:片=也?亠其申:•匚是孔疑抖动抖均方根*二是苓井抖动的堆方根孔径抖动和壬卿抖动立旬设有相亘抽关联.匡此这鹰项可以合笄写%—项.写衣平方和抽尸方 囲弘通常情况对钟抖动的影响比AJD英渎器孔径抖动影响的数倍.医此.时钟抖动决建了杲统为抖 动謙声湄=同时时钟抖动会对笑续辭的中頻和高频段的営屎比SNR产生影】礼而孔径抖动与采栏杲统的 时祥抖动结色起宾.对转泱註整个频駁旳号專比部会产土影询=洱动对转渙雒営專L匕SNE产土的影 响可以写为:SNR = 2Dlog10(^?:l其申・:是时神抖动和孔径抖动;* f是转變器的对钟硕率交流分析方法:SNR: 信噪比。
基频与耐克斯特频率以内的所有噪声信号(不包括基频的谐波)总和的比THD:总谐波失真基频与所有基频的谐波总和的比(dBc)IEEE规定至少要包含9次谐 波SINAD: 基频与耐克斯特频率以内的所有噪声和基频的谐波的总和只比 SINAD 反应了量 化过程产生的噪声、非线性产生的噪声和其他噪声SFDR:无杂散动态范围基频的RMS值与最大谐波的值只比(dBc)IEEE 1241-2000规定了用正弦波测试ADC性能的方法直流分析方法:FFT和直方图的比较:在低频输入下,由于输入近似直流,FFT不能起到多大作用我们关 心的是 ADC 的输出有多大可信程度这时可以对 ADC 输入直流,分析 ADC 的输出数据的 统计特性直方图:得到标准差 谬是平均值标准差等于ADC在直流输入下的RMS噪声在使用直方图法的时候,可以在输入ADC量程内的所有值这个输 入可以是斜坡信号(难实现),也可以是正弦信号(容易实现)为了使每个code能够有足 够的数量,正弦信号至少要重复50次以上以一个16bit的ADC为例,总共要产生50*(2人16) =3276800个数据PEAK TO PEAK: 反映了噪声的峰峰值平均值:反映了偏差。
AD ANALYZERADC Analyzer程序是用来评估ADC性能的配合“ADC FIFO评估工具箱”它能够评估 一个评估板的性能它也集成了 ADC行为模型工具“ADCsimADC”让用户评估一个虚拟 的评估板,让用户可以不用实际的板子,只用电脑就可以评估ADC性能1. 把“被评估板”与“FIFO评估板”连接,“FIFO”连在电脑上,供电把模拟输入(低 噪声的正弦波)给 ADC2. 开始ADC Analyzer,选择或创建一个配置文件3. 点击Time Data,可在电脑中看到重建的输入信号 它可以测试的项目有:1. 时域还原输入信号;AXrCC: Amlog voltage level, set mid亡r Config1 $ Power Supply (for display purposes only).DVCC: Digital voltage level, set under Config > Power Supply (for display purposes only).Encode: A DC clock rate (MSPS1 set under Config > I FT.Amlogz Calculated analog input frequency (MH©.Min: Minimum output 匸ode pradn匚eii by the analog inputMax: Maximum output code produced hy the analog inputLRange: 'L'he range of the 匸odes produced by the analog input.Asrerage: Ave陌吕e value nf the 匚od已£; maybe interpreted as the cnnimoLi modeLOffset: The diffeien匚亡 betwE-en the a\zerage and the idealme di aii code valtie.175; Fulj-scale code range, equal to 2", where 11 is the liuinber of bits.Sampler Number of sajnpks taken, dEtEnnined by t'Fl Configuration (Config > FFT).2.频域信号(F FT);AA-'CC: Analog voltage level, set midei Config > Power Supply (for display purposes only).DVrLC; Digital vo吐a吕亡 level,占亡t under Co-nfig > Power Supply (for display purposes onlyhEncode^ADC' clock rate (MSPS), set under Config > FFT.Analog; Ca 1 匚ulated analog input freq□亡lit:y (MHz). In IF sampling application^ the analog input is 匚alculated h铉匚kto the first Nyquist zqik. Note that the encode rate must bs stt properly in the Config > FFT menu.SNR; Signal-tn-noise ratio (dB).SNRrSz Sigilal-to-nnise ratio full scale (dBFS).UD5XR: User defined signal-to-noise ratio (dB).NF: Noise figure (dB).SINAD: Sign al-to-noise and dis tortion (dB).Fund.: L eye! of the fuiidameiital (highest] tone (dBFS).Imige: Level of image (lmnharinoni匚)spur (dB匚).Note that image is va]id only when using deinultipJexed Al?(. FFT.AD analyzer能做的处理有:1. Hilbert transform2. I&Q输出3. peak hold:可计算几个采样里面的peak值。
输出peak FFT data4. power/phase: 把 FFT 信号转为 power/phase 信号5. waveform analysis:分析时域里的最大、最小、averageCCD 工作波形:UU© 3 - •團£飞CXD工作波豳L_nJUUJOBADC Analog为了检验该软件的计算能力,尝试使用excel生成两组数据,仿真ADC的真实输出数据 再把这个数据导入ADC Analog中,看它的分析结果例1:假定对一个14bit ADC输入“频率0.1MHz,满幅值,2000个采样点”的正弦波,得 到理想 ADC 在量化之后输出的数字序列这个序列我使用 EXCEL 来仿真生成,公式是 “8192*SIN(2*PI()*A1)+8192”把它生成的数据取整数,导入ADC Analog中做FFT,生成下图:-Ch. A FFTDezice = KU9461Date 二 20L3-6-rBTine = 9:20:21ScLTipl* fr aqacncy — 1OQ HHzSaTiples 二 ZOCOlSIB = -1.3« dJSNRK = 6 dJSIUAD = -L.352 dl€DC Frequency = 0 MHzBC Power = -Z7.6L dBFSFund. Fr e quency = 0. 3 NHi:Imd Fower 二 ~1. 45T dJFSFund Bins 二 21Ha±-m 2 Power = —30. 153 lB>zHarm 3 Fover = ~9. 5T «iBcHarm 4 Pover = _30. 153 tllic1{电rm 5 Pov-ar = _L4. 073 II:畔Harm 6 Fover = _30. 153iorst Other Frequency = 0. 1 NHiVor=t 0ih&r Fowfir = -11 2。