ADC的測(cè)試和DAC的測(cè)試目的是相同的，即驗(yàn)證靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性，ADC進(jìn)行的個(gè)測(cè)試是輸入輸出測(cè)試。輸入輸出測(cè)試結(jié)構(gòu)如圖10.5-15所示。輸入電壓范圍從0到VnB,數(shù)字輸出編碼被送到一個(gè)比ADC更的DAC中。DAC的精度至少要比 ADC高2位。然后畫(huà)出模擬輸入和DAC輸出的差值與輸入之間的函數(shù)曲線。輸入輸出測(cè)試的曲線應(yīng)該等于該 ADC 的量化曲線。

如果 ADC 是理想的，(Q,的值將限制在±0.5LSB之間。輸入輸出測(cè)試可以用來(lái)測(cè)量失調(diào)誤差、增益誤差、INL和DNL。

圖10.5-16給出了一個(gè)4位 ADC可能的曲線。圖上標(biāo)出了INL 和DNL誤差。以模擬軸為參考的非線性誤差用單位斜線的高度來(lái)表示。增益誤差將表現(xiàn)為隨著V的增加，鋸齒曲線的增加或減少為一常量。失調(diào)誤差是從OLSB線向上或向下的固定的平移量。

理想情況下， 圖10.5-16應(yīng)該等于 ADC的量化噪聲。當(dāng)位數(shù)增加時(shí)，圖10.5-16 所示的個(gè)別細(xì)節(jié)是不可能看到的， 除非將水平坐標(biāo)放得很大。一般人們會(huì)在±0.5LSB 處畫(huà)出水平線以觀察這些線以外的趨勢(shì)。必須通過(guò)比較正峰值和負(fù)峰值來(lái)確定 DNL。注意，在模擬輸入為21/32時(shí)，ADC非單調(diào)。隨著位數(shù)的增大，觀察INL、失調(diào)和增益誤差將變得更容易。

 

2.0LSB1.5LSB+2(58)2021.0LSB,0.5LSB2128000.0LSB--0.5LSB·私家084-1.0LSB-1.5LSB244m-2.0LSB以Vau歸一化的模擬輸入圖10.5-16 4位ADC的輸入輸出測(cè)試結(jié)果示意圖

 

如果使用一個(gè)純正弦波發(fā)生器，輸入輸出測(cè)試的重建輸出信號(hào)V可以通過(guò)失真分析儀或頻譜分析儀來(lái)確定ADC的動(dòng)態(tài)范圍。

為了不產(chǎn)生任何非線性失真，動(dòng)態(tài)范圍至少為6NdB，這里N是ADC的位數(shù)。這個(gè)測(cè)量使用了的設(shè)置，只是碼型發(fā)生器被無(wú)諧波正弦波發(fā)生器驅(qū)動(dòng)的ADC所取代、如果輸入的正弦波不純，那么它的諧波可能掩蓋 ADC的非線性。同樣，這個(gè)測(cè)量中使用的 DAC 必須比 ADC 更。

另一種進(jìn)行上述測(cè)試的方法是將被測(cè)ADC的數(shù)字輸出編碼存儲(chǔ)在一個(gè) RAM緩沖器中。在測(cè)量后，緩沖器的內(nèi)容用快速傅里葉變換(FFT)進(jìn)行后處理來(lái)分析量化噪聲和失真分量。

給出了這種被稱為FFT測(cè)試的建立方法。這種測(cè)試強(qiáng)調(diào)了轉(zhuǎn)換器的非線性，根據(jù)時(shí)鐘頻率的不同它可以是靜態(tài)的或動(dòng)態(tài)的。由ADC的非線性引起的輸人信號(hào)的諧波分量將在ADC的基帶頻譜上引起混疊。應(yīng)該保證正弦輸入信號(hào)與這些諧波不一致。

當(dāng)使用FFT測(cè)試時(shí)一定要當(dāng)心。當(dāng)諸如量化噪聲等小信號(hào)出現(xiàn)在與信號(hào)不同的頻率上時(shí)，它們的頻譜被主信號(hào)的泄漏所掩蓋，因而不可能地得到SNR。因此，一個(gè)從有間采樣獲得的FFT并不能很好地估計(jì)原始信號(hào)的功率譜，這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)一個(gè)窗口來(lái)解決[11]。