ADC动态性能指标计算程序

ADC动态性能指标计算程序

一直在用的ADC动态性能指标计算程序，抽空重写了一下，主要是增强了程序的健壮性。上传一份到空间，以作备份。

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%"ADC_dynamic" -Produced by Jerome Cool, 11.28.2010

%ADC动态特性测试，包含SINAD,ENOB,SNR,THD,SFDR,HD(1~9次谐波功率)

%输入信号为单音正弦，建议进行测量时施加信号幅度为-2dBFs～-1dBFs

clear all;

close all;

clc;

%--请使用者根据实际情况修改以下部分--

filePath='dyn_on\npost_2.csv'; %示波器产生的原始数据文件所在路径和文件名dataType=1; %数据内容类型，1=编码结果，0=模拟电压(Volt)

%注意！目前版本仅能处理普通二进制编码结果。

fs=20; %ADC采样频率(MHz)

resolution=8; %ADC设计比特数

startPoint=100; %用于进行FFT起始点编号

dataLen=0; %用于进行FFT的点数(应为2的幂次)，设为0时自动选取needWindow=0; %是否对数据加窗，1=是，0=否，默认为hanning window

%---------------------------------

%--个性化程序段，一般不用修改--

dataOrg=csvread(filePath,0,1); %读入原始csv文件内容

%------------------------

clear filePath fileName;

transpose=size(dataOrg);

if transpose(1)

dataOrg=dataOrg';

end

max(dataOrg(:,1))

min(dataOrg(:,1))

clear transpose; %如果输入数据格式不对，转置一下

if dataType==1 dataOrg=round(dataOrg); end %对编码数据取整

if dataLen==0

dataLen=size(dataOrg);

dataLen=2^(floor(log10(dataLen(1)-startPoint+1)./log10(2)));

end %选取合适的FFT点数

dataFFT=dataOrg(startPoint:startPoint+dataLen-1,1); %截取作FFT的数据点dataFFT=dataFFT-mean(dataFFT); %滤除直流分量

signal_amp=sqrt(8*mean(dataFFT.^2)); %计算输入信号强度

if needWindow==1 dataFFT=dataFFT.*hanning(dataLen); end %加窗

clear startPoint dataOrg needWindow;

dataFFT=awgn(dataFFT,(6.02*resolution+1.76+20),'measured'); %在输入信号上叠加少量噪声，防止噪底过低，使图形美观

dataSpect=fft(dataFFT);

dataLen=dataLen/2;

dataSpect=abs(dataSpect(1:dataLen));

dataSpectdB=20*log10(dataSpect);

maxdB=max(dataSpectdB);

dataSpectdB=dataSpectdB-maxdB;

clear dataFFT;

figure;

plot([0:dataLen-1]./dataLen.*(fs/2),dataSpectdB);

grid on;

title(strcat(num2str(2*dataLen),' point FFT PLOT'));

axis([0 fs/2 -(6.02*resolution+1.76+10*log10(dataLen/2)+40) 0]);

xlabel('ANALOG INPUT FREQUENCY (MHz)');

ylabel('AMPLITUDE (dB)');

%计算信号、谐波、噪声功率

span=max((dataLen/1024),2); %设定各次谐波的搜索范围，以及各次谐波所包括的FFT谱线数目

dataSpect(1:1+span)=dataSpect(1:1+span).*0; %去除直流分量

fin=find(dataSpect==max(dataSpect));

fin=round(mean(fin)); %查找功率最大的频率即为单音频率

HarFreq=zeros(9,1);

HarPwr=zeros(9,1);

finCali=fin;

for harIndex=1:9

fCenter=round(rem(finCali*harIndex,2*dataLen));

if fCenter>dataLen fCenter=2*dataLen-fCenter; end

spanL=max(fCenter-span,1);

spanR=min(fCenter+span,dataLen);

if rem(harIndex,2)==1 %根据谐波所在频率重新计算基频所在频率fCenterFact=find(dataSpect(spanL:spanR)==max(dataSpect(spanL:spanR)));

fCenterFact=round(mean(fCenterFact));

fCenterFact=spanL+fCenterFact-1;

finCali=finCali+(fCenterFact-fCenter)/harIndex;

else

fCenterFact=fCenter;

end

HarFreq(harIndex)=fCenterFact; %查找各次谐波所在频率

HarPwr(harIndex)=sum(dataSpect(spanL:spanR).*dataSpect(spanL:spanR));

dataSpect(spanL:spanR)=dataSpect(spanL:spanR).*0;

dataSpectdB(spanL:spanR)=min(dataSpectdB);

if harIndex==1 SFDR=-max(dataSpectdB); end

end

%各项指标计算

if dataType==1

signal_amp=20*log10(signal_amp/(2^resolution));

end

noisePwr=sum(dataSpect.*dataSpect);

SINAD=10*log10(HarPwr(1)/(noisePwr+sum(HarPwr(2:9))));

ENOB=(SINAD-1.76)/6.02;

SNR=10*log10(HarPwr(1)/(noisePwr));

THD=10*log10(sum(HarPwr(2:9))/HarPwr(1));

HD=10*log10(HarPwr);

HD=(HD-max(HD))';

HD=HD+3;

hold on;

HarFreq=(HarFreq-1)./dataLen.*(fs/2);

plot(HarFreq(2),HD(2),'mo',HarFreq(3),HD(3),'cx',HarFreq(4),HD(4),'r+',HarFreq(5),HD(5 ),'g*', ...

HarFreq(6),HD(6),'bs',HarFreq(7),HD(7),'bd',HarFreq(8),HD(8),'kv',HarFreq(9),HD(9), 'y^');

legend('1st','2nd','3rd','4th','5th','6th','7th','8th','9th');

hold off;

HD=HD-3;

%各项指标显示--------------------------------

figure;

plot(HD);

hold on;

plot(HD,'*');

grid on;

title('Harmonic Power');

axis([1 9 min(HD)-10 0]);

xlabel('Harmonic count');

ylabel('AMPLITUDE (dB)');

hold off;

dispstr=strcat('ADC Spec.: Resolution =',char(20),num2str(resolution),' bits, Sampling rate =',char(20),num2str(fs),' Msps.');

disp(dispstr);

if dataType==1

dispstr=strcat('Input signal amplitude =',char(20),num2str(signal_amp),' dBFs @ Frequency =',char(20),num2str(HarFreq(1)),' MHz.');

else

dispstr=strcat('Input signal amplitude =',char(20),num2str(signal_amp),' Vpp @ Frequency =',char(20),num2str(HarFreq(1)),' MHz.');

end

disp(dispstr);

disp('----Calculated Results----');

%dispstr=strcat('ENOB =',char(20),num2str(ENOB),' bits');

%disp(dispstr);

dispstr=strcat('SINAD =',char(20),num2str(SINAD),' dB');

disp(dispstr);

dispstr=strcat('SNR =',char(20),num2str(SNR),' dB');

disp(dispstr);

dispstr=strcat('SFDR =',char(20),num2str(SFDR),' dB');

disp(dispstr);

dispstr=strcat('THD =',char(20),num2str(THD),' dB');

disp(dispstr);

dispstr=strcat('HD(1st~9th) in dB =',char(20),num2str(HD));

disp(dispstr);

clear dataType HarPwr dataLen dataSpect dataSpectdB span spanL spanR ans dispstr; clear fCenter fCenterFact fin finCali harIndex maxdB noisePwr signal_amp;