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随着近年来电子信息技术的迅猛发展,ADC(Analog to Digital Converter)技术也随之向着高速和高分辨率方向不断发展。ADC,即模数转换器是现实模拟世界中模拟量转换为数字量的关键接口器件。因此,ADC在信息产业技术的多个领域中得到了广泛的应用。而随之分辨率和速度的不断提高,这就给如何对其动态参数和静态参数进行准确的测试带来了前所未有的挑战。众所周知,所有的商用化芯片最终都要依赖于ATE(Automatic Test Equipment)设备进行量产测试。但由于各类ATE测试系统的性能提升明显落后于ADC产品性能的高速发展,因此,对于超高速、高分辨率的ADC产品可能会面临无法基于现有ATE测试平台进行量产测试的问题,或面临配置有超高性能模拟模块的ATE装机少、测试成本昂贵的问题。由此可见,如何有效地解决基于ATE设备的高速高分辨ADC的测试问题,是有其现实的意义和价值的。本课题项目的目标就是努力解决这样的问题。
本文以一款ADI公司分辨率为12bit、最高采样速率为125MHz、输入带宽为650MHz的AD9233 ADC芯片为例。因为其高于125MHz的高频部分,在现有的ATE设备中无法得到测试,所以将采用在ATE之上外加测试信号源的解决方案。这也正是本文主要的创新点所在。首先对ADC的设计与测试在国内外的发展状况作了简要的介绍;接下来对与ADC测试相关的测试理论作了逐一的阐述,给出了ADC主要静态参数和动态参数的定义方式,对码密度直方图法、快速傅里叶变换法(FFT)、相关采样定理、窗函数技术等关键理论作了详细的介绍;指出了影响ADC测试最为关键的两个要素,即输入信号和采样时钟,并且结合计算机仿真给出了其仿真结果。之后对待测ADC的电路结构和ATE的测试流程作了详细的介绍与分析,给出了整体测试方案的实现过程。最终给出了实际的测试结果。从最终测试结果来看,基本上达到了预期的测试需求。