当前位置: 首页 >> 机械厂家

误码和ADC测试

2021-08-18 来源:莆田机械信息网

误码和ADC测试

在学校向大多数工程师介绍了模拟/数字转换器的基本性能参数。因此,诸如SNR,SINAD(信噪比和失真比),ENOB(有效位数)和THDA(总谐波失真分析)之类的规范都是ADC数据表中常见的ADC术语。与INL误差的同上,表示为实际传递函数与直线之间的偏差,以LSB或满量程范围(FSR)的百分比表示中国机械网okmao.com。

误码和ADC测试 中国机械网,okmao.com

模数转换器鲜为人知的是如何量化影响误码率(BER)的ADC错误,该误码率广泛用于表征数据通信。比特错误的数量通常被定义为在通信信道上数据流的已接收比特的数量,该接收比特的数量已被噪声,干扰,失真或比特同步错误弄乱了。BER是每单位时间的误码数。误码率(也称为BER)是在研究的时间间隔内误码数除以传输的比特总数,通常表示为百分比。

BERT或误码率测试是一种用于数字通信电路的测试方法,该方法使用预定的应力模式,该应力模式由由测试模式生成器生成的一系列逻辑“ 1”和“ 0”组成。通用BERT通常由测试模式生成器和可以设置为相同模式的接收器组成。它们可以成对使用,一个在传输链路的任一端,也可以在一端单独使用,而在远端使用环回。在使用中,对错误数量(如果有的话)进行计数并以比率表示,例如1,000,000分之一。

不幸的是,ADC以不易预测的方式为BER做出了贡献。ADC的噪声会在输出中产生一些不确定性,但对于BER更重要的是较大的误差。它们是随机的,因此很少见,因此ADC的SNR测试很少会检测到它们。这些类型的大错误也困扰着一些早期的视频应用ADC,并因在某些测试条件下它们在电视屏幕上显示为小白点或“火花”而被赋予了闪烁代码的名称。这些错误也被称为“兔子”或“传单”。

错误代码的产生方式的说明通常使用简单的Flash转换器示例。闪存转换器中的比较器是通常以主从配置配置的锁存比较器。如果输入信号位于特定比较器阈值的中心,则该比较器将达到平衡,并且在施加闩锁选通信号后,其输出将比与其相邻的比较器的输出花费更长的时间才能达到有效逻辑电平过度驱动。这种现象称为亚稳态,当平衡的比较器无法在解码所允许的时间内达到有效逻辑电平时就会出现。如果使用简单的二进制解码逻辑对温度计代码进行解码,则亚稳态比较器输出可能会导致较大的输出代码错误。

ADI公司使用简单的三位闪存转换器解释了该问题。假设输入信号正好在比较器4的阈值处,并且每次施加锁存选通脉冲时,随机噪声都会使比较器在“ 1”和“ 0”输出之间切换。相应的二进制输出应解释为011或100。

但是,如果比较器输出处于亚稳状态,则简单的二进制解码逻辑可能会生成二进制代码000、011、100或111。代码000和111表示与预期代码的偏差为二分之一。

由于亚稳性比较器的稳定时间变短,因此由于亚稳性而导致的错误概率随采样率的增加而增加。在闪存转换器设计中已经采取了各种措施以最小化亚稳态状态问题。亚稳态状态误差也可能出现在采用比较器作为构建模块的逐次逼近和细分ADC中。尽管误差的大小和位置可能不同,但适用相同的概念。

误码测试

串联锁存器获取连续的代码A和B。逻辑电路

确定A和B之间的绝对差,并与误差极限进行比较,选择误差允许预期的随机噪声尖峰和ADC量化误差。导致差值超过限制的错误将使计数器递增。在一段时间T内对错误数E进行计数。错误率为BER = E / 2Tf s。分母为2的因数是因为在产生初始错误后,当输出返回到正确的代码时,硬件会记录第二个错误,因此对于每个错误,错误计数器都会增加两次。必须仔细选择输入频率,以使每个代码至少采集一个样本。

用于测试ADC中BER的测试系统使用ADC的模拟输入,该模拟输入由高稳定性,低噪声正弦波发生器组成。模拟输入电平设置为略大于满量程,并且频率使得采样之间的变化始终略小于1 LSB。测试装置使用一系列锁存器来获取称为A和B的连续代码。逻辑电路确定A和B之间的绝对差。然后将该差与误差极限进行比较,选择误差极限以允许预期的随机噪声尖峰和ADC量化错误。

导致差异大于限制的错误将使计数器递增。在一段时间T内对错误数E进行计数。然后将错误率计算为BER = E / 2Tf s。分母为二,这是因为在产生初始错误后,当输出返回到正确的代码时,硬件会记录第二个错误。因此,错误计数器为每个错误增加两次。应该注意的是,如果将ADC输出存储在存储器中并通过计算机程序进行分析,则可以在软件中实现相同的功能。

误码率示例

在以75 MS / sec的速度运行的典型8位闪存ADC上进行的测试产生的BER每小时大约一个错误,错误极限为4 LSB。对于75 MS / sec的采样频率,Analog Devices将该误差之间的平均时间与BER的关系汇总为下表,以说明测量低BER的难度,因为较长的测量时间会增加由外部噪声源引起的概率误差。

建立性能良好的ADC的BER既困难又耗时。单个设备有时可以运行数天而不会出现错误。例如,在Analog Devices上以75 MSPS的采样速率运行的典型8位闪存转换器进行测试,得出的BER约为3.7×10 –12(每小时1个错误),错误限制为4 LSB。较长时间的有意义的测试需要特别注意EMI / RFI效应(可能需要屏蔽的屏蔽室),隔离的电源,与具有机械恒温器的烙铁隔离,与其他台式设备的隔离等等。

友情链接