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第七章 高速高精度ADC的测试结果 第一节 测试条件 7-1-1 测试电路原理框图 ADC测试电路的原理框图如图7-1-1所示，A/D转换板可接收两路输入信号，并通过合成器（combiner）把两路信号相加。合成器采用的是Mini-Circuits公司的SCP-2-1，其带宽为0.1~400MHz，该A/D板可实现一路信号的输入或两路信号的相加输入。转换出的数字信号经输出缓冲器后输出到数据缓冲板。PC机可将数据缓冲板中的数据读入并进行分析处理。 图7-1-1 测试电路原理框图 模拟输入信号可以分别通过两个SMA端口接入测试系统，两路输入信号通过一个无源合成器合成为一路信号，无源合成器能确保相加后的信号有最小的畸变。对于高速、大动态范围的ADC来说，其模拟信号输入端和时钟输入端均采用差分输入，所以本系统采用变压器耦合时钟信号和模拟信号。这样可以把单端信号转变为双端差分信号，并使热噪声得到最大程度的抑制。ADC芯片是Analog Device公司的AD6644，其分辨率为14bit，最高采样率为65MHz。ADC的输出经数据锁存器锁存后存入SRAM。当SRAM存满时可发出Full信号，PC机在检测到这个信号后，即可通过ISA总线把SRAM中的数据读入。PC机则负责数据分析和处理。 7-1-2信号源 为了测试14bit的ADC，必须选用高精度的信号源作为参考信号。在这里采用的信号源是HP E4420B，其带宽为250KHz~2.0GHz。它属于HP ESG系列信号发生器，其频率纯度主要指标如下： SSB Phase Noise (typical, at 20kHz offset) at 500MHz: -120dBc/Hz at 1000MHz: -116dBc/Hz at 2000MHz: -104dBc/Hz Harmonics ((+4dBm output level): -30dBc Nonharmonics (3kHz offset, +7dBm output level) 250kHz to 1000MHz: -65dBc 1000MHz to 2000MHz: -59dBc Subharmonics ( 1000MHz: None 1000MHz: -40dBc 从以上指标来看，信号源的谐波分量还比较大（ -30dBc），必须用滤波器将其滤除。 7-1-3带通滤波器 带通滤波器是用来滤除信号源输出中的谐波分量。由于被测的ADC为14bit，这就要求带通滤波器的阻带衰减在80dB以上。为了能测试各种频段的信号，我们做了三种带通滤波器，其频率特性如下： 　　　　　　　中心频率　　　　　带宽　　　　　阻带衰减　　 　　　　　　　6MHz 2MHz 80dB 16MHz 5MHz 80dB 59MHz 10MHz 80dB 三种带通滤波器的频率响应如图7-1-2、图7-1-3和图7-1-4所示：（频率响应的测试仪器为HP8714ET 300kHz~3000MHz RF Network Analyzer） 图 7-1-2 中心频率为6MHz，带宽2MHz的带通滤波器 图 7-1-3 中心频率为16MHz，带宽5MHz的带通滤波器 图 7-1-4 中心频率为59MHz，带宽10MHz的带通滤波器 分析和处理软件 分析处理软件运行在Windows 95/NT环境下，它的主要功能包括时域显示被采集的数据；对数据作谱分析后频域显示被处理的数据；信噪比（SNR）的计算；谐波（Harmonic）的计算；无伪波动态范围(SFDR)的计算。其中FFT的长度可为１K～128K.。 　 7-1-5　ADC芯片和晶振 ADC芯片为ADI公司的AD6644，其系列号为635559 9942。 晶体振荡器采用两个普通的晶振，其输出频率分别为64MHz(CTS CXO63HC) 和20MHz（HJ04EY）。 第二节　基本测试结果 基本测试是在两种不同采样频率下，测试三种输入信号频率的结果，其中FFT的长度为16K，输入信号幅度为-1dBFS 。AD6644的AVCC供电电压为5 V。 20MHz采样频率下的基本测试结果