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ADI公司设计工具ADISimADC性能指标

发布时间:2020-02-03 05:55:10 阅读: 来源:浴缸厂家

上一次,我们了解了如何使用ADISimADC作为网络评估工具。正如我前面提到的,该工具直接通过网络运行,因此不需要下载软件。在此提醒,基于网络的ADISimADC工具可从这里在线访问。浏览该网页时,用户将看到下图1所示的页面。仿真器默认选择下拉框列表中的第一个ADC,即AD9467-250。上一篇博客文章发表后,读者就工具报告的各种参数提出一个很好的问题。我们来看看例子,讨论返回的参数。本例中,我们将考察AD9643-250。

本文引用地址:

图1:ADISimADC主页——选中AD9643-250

对于本例,采样速率设为250 MSPS,模拟输入频率为185.1 MHz,模拟输入电平设为–1.0 dBFS。仿真器返回了几个关键ADC性能指标。这些指标包括SNR、SFDR、SINAD、THD、ENOB、最差其它谐波和噪底。我们简单看看这些指标。我已挑出最常用的性能指标,列在以下图2中。我将说明这些指标以及仿真器给出的其他参数,由于这些指标很常用,所以我用图形方式展示。我还标出了过程增益,下面将予以说明。

图2:ADISimADC——仿真器的重要环节

SNR(信噪比)——这个参数给出了RMS(均方根)输入信号幅度与ADC的量化噪底之间的可用范围量。N位ADC的理论SNR可通过下式计算:SNR = 6.02N + 1.76 dB。对于14位转换器,该值为86.04 dB。在高速ADC中,由于ADC的非线性和噪声问题,一般不能取得这一结果。对于AD9643-250,仿真器报告的SNR为69.83 dB。将其转换为dBFS,SNR为70.83 dBFS,与数据手册中的70.6 dBFS大致相当。

SFDR(无杂散动态范围)——这个参数非常简单,就是可用输入信号幅度与ADC输出频谱中最大杂散音之间的可用范围量。该杂散可能是谐波,也可能是其他杂散音。

SINAD(信纳比)——这是RMS输入信号幅度与所有其他频谱成分(包括输出频谱中的谐波和杂散音,不包括任何直流信号成分)的RSS(方和根)平均值之比?一般地,前几个谐波(最多为第5个)占据主导,因此可以忽略更高阶数的谐波。对于低噪声、低谐波和低杂散成分的ADC,SINAD将接近SNR。

THD(总谐波失真)——这是输入基频信号音的RMS值与所有谐波的RSS的均值之比。如SINAD一样,前五个谐波一般占据主导,也最明显。

ENOB(有效位数)——ADC的ENOB一般可以利用ADC理论SNR值的计算关系式从SINAD换算得出。该参数可以指示转换器有多少“真实”位可用。对于14位转换器,理论SNR为86.04 dB,但正如我们在AD9643实例中看到的那样,SNR实际上是69.83 dB。为了求得ENOB的近似值,我们把SINAD用于下式:ENOB = (SINAD – 1.76)/6.02。对于本例中的AD9643,ENOB = (69.63 – 1.76)/6.02 = 11.4位(略高于仿真器的返回值,因为仿真器考虑了更多的因素,这不在本文的讨论范围内)。

最差其它谐波——这就是ADC输出频谱中除报告谐波以外的最差杂散音。在本例中,这可能是6阶或更高阶的谐波,或者是与输入基频信号音无谐波关系的某个其他杂散音(在上文所示仿真中,因最差其它谐波非常低,因而并未报告)。

过程增益——由FFT的深度定义。如果一个FFT的深度为M,则过程增益可通过下式得到:过程增益 = 10×log(M/2)。对于一个32k FFT,过程增益为:10×log(32768/2) = 42.14 dB。

噪底——ADC的噪底通过求SNR与过程增益之和得到。在本例中,AD9643的SNR为70.83 dBFS,过程增益为42.14(仿真器产生的值为32k FFT)。因此噪底为112.97 dB。

有关高速ADC典型性能指标的深入讨论,请参阅Walt Kester撰写的优秀应用笔记——《MT-001》和《MT-003》。另外,应用笔记《AN-835高速ADC测试》中也提供了非常有用的信息。这些应用笔记中还提供了一些其他细节,因空间所限,本篇博客文章不予讨论。希望读者能花些时间,仔细阅读这些文档,以更加深入地了解用于指定高速ADC的性能指标。感谢大家提出的问题,请经常关注这里,参与ADI设计工具的讨论。

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