信号处理机的高速ADC模块动态性能在线测试

　　求出采样输出信号的频谱后,要得到相关测试参数值还得确定信号基频及各次谐波的位置。下面给出频率分量及其镜像的关系如图3所示。设Fo为位于奈奎斯特区间（DC～Fs/2）的一个频率。又令Fk为频带中Fo的镜像,又称Fo为的第k次镜像。

　　图3 频率分量及其镜像分量关系示意图

　　所有镜像间的关系可如下表示：

　　从上面的关系可看出，对于奇偶次镜像分量而言，都能在奈奎斯特区间内找到它们对应的频率分量，也就是说对于任意的超出奈奎斯特区间的谐波分量都可以在奈奎斯特区间内找到其镜像分量。如果，谐波位于奈奎斯特区间内，可直接计算得到谐波位置；要是谐波超出奈奎斯特区间，则要估计上面的镜像方法来获得谐波的数据。

　　四、基于信号处理机的ADC模块测试

　　我们对信号处理机的电路板的高速ADC模块进行了在线测试。图4中虚框所包围的部分是信号处理机的模数转换电路。DSP21065L将采集到的数据存储在内部存储区中，采集完毕后通过DSP仿真系统的JTAG接口将数据传送到PC中，最后在Matlab中进行相关的数字信号处理，根据处理结果对转换电路的转换性能做相应的评估分析。根据所获得的模数转换电路的性能指标，可以分析转换电路对信号处理机的影响。

　　图4 实际测试电路

　　图中AD转换芯片AD9225为12位精度，最高转换速率为25MSPS，芯片内部带有采样保持电路和参考电压源。基本性能如下：

　　lSNR71dB（finput=2.5MHz）

　　lSINAD 70.7dB（finput=2.5MHz）

　　lTHD –82Db（finput=2.5MHz）

　　精度INL：DNL:

　　4.1部分测试数据

　　测试信号为满幅度正弦波，每次采样8192点数据，做8192点FFT，得到采样数据频谱。在不同的采样频率和信号频率下，分别做5次实验，取平均值。表1给出各谐波大小值。表2是得到的一些动态参数。

　　表1 各次采样的谐波数（fs为采样频率，f为信号频率）

　　表2 动态参数测试的结果

　　4.2 测试数据分析

　　12位精度的转换电路，其理论信噪比应达74dB,而实际测试中只有60～70dB。说明有除量化噪声之外的别的噪声源。实验中发现如将转换电路中的模拟电源和数字电源采用同一电源供电，则信噪比要比二者分别供电时减少大约5～6dB。改善接地的状况也能有效的提高转换动态性能，例如，在接地情况不佳的情况下5MHz采样1.54MHz时的信噪比只有59.7dB，而在改善接地状况后提高到了61.64dB，提高了1.94dB。实验数据显示谐波失真较为严重，我们分析主要原因是信号源纯度偏低。测试的结果接近AD9225技术手册给出的参数，这说明了该方法的可信度。从SNR值来看，由于测试针对整个高速模数转换电路，得到的结果反映的是整个电路的动态转换特性。由于各辅助电路的影响，使得转换电路的性能低于器件手册给出的参数。根据测试结果分析，对高速模数转换电路的设计提出下列参考意见：