adc 动态参数和静态参数测试方案

基础信息

ADC的测试分为静态测试和动态测试， 静态测试：INL,DNL,offset ,Gain err, missCode,最大最小误差 动态特性： 信噪比（SNR）、总谐波失真（THD）、有效位数（ENOB） 和 无杂散动态范围（SFDR），SINAD（信纳比）

静态参数有输入三角波或者是sin波来测试，三角波是比较容易计算，笔者也是三角波输入后进行计算的。

动态参数测试，则是通过输入特定频率的sin波来测试，注意输入的sin波略小于ADC的最大最小值，防止失真。

静态参数

DNL参数

这里的实际码宽就是在环境中测试到特定编码出现的数量，理想码宽就是理论上出现的概率，如果信号源输出的是三角波，那么每个码出现的概率是相同的，直接填写即可。如果是正弦波，则需要计算正弦波的概率密度函数（Probability Density Function, PDF），通过马密度来计算出浴盆曲线。从而比较。

$INL(k) = \sum_{i=1}^kDNL(i)$

这是积分计算的方式，叠加计算即可

动态参数

动态参数需要对信号执行FFT，之后再计算

$SNR=10\log_{10}(\frac{P_{signal}}{P_{noise}})$

$THD=10\log_{10}(\frac{P_{harmonics}}{P_{signal}})$

$SINAD=10\log_{10}(\frac{P_{signal}}{P_{noise}+P_{harmonics}})$

ENOB = \frac{SINAD−1.76}{6.02}

SFDR：基波幅值与最大杂散分量的比值（dBc）。

$SFDR_{dB} = 20 \cdot log_{10}\left(\frac{V_{peak}}{V_{spur}}\right)$

硬件方案

笔者主要参考了TI PSIEVM 板子的方案，TI的这个板子提供了一个高精度2kHZ的正弦波信号源。整体框架如下图： 左边有两个，一个FPGA的模块，来读取ADC的数据，一个ADC的demo板 右边就是信号源，既可以输出差分的信号，也可以输出单端的信号。

在此先讨论信号源的部分，信号源通过音频的芯片PCM5142 输出信号，过带通滤波器滤除杂波，通过P2输出 板子上是通过IIC来控制dac 芯片的，但这个控制方式需要TI专门的一个调试软件，笔者没有申请到，所以就换成了纯硬件的方式来输出。

计算软件

笔者使用的是：WaveVision 5 这个软件来分析的，后续会根据上面的公式再计算相关的参数。

测试的注意事项

1. 信号采集的速度要远大于信号，如：信号是2K的正弦波，采样速度最好能高于200K,保证有足够的细节
2. 从机的电源需要特别注意，数字信号和模拟信号之间的干扰。数字和模拟信号尽量离远一点。
3. 输入的信号可以尝试一些质数，从而有足够的信号偏移。