ADC与DAC 动态性能测试

y(t) = A exp(i(ωt + φ)) = A cos(ωt + φ) + i A sin(ωt + φ)
I/Q mismatch
• Amplitude mismatch α and phase mismatch ε : y(t) = A cos(ωt + φ) + i α A sin(ωt + φ + ε) = 0.5 (1 + α exp(i ε)) A exp(i(ωt + φ)) + 0.5 (1 - α exp(-i ε)) A exp(-i(ωt + φ))
动态指标（2）
• SNR: Signal to Noise Ratio • SINAD: Signal to Noise And Distortion Ratio • THD: Total Harmonic Distortion • ENOB: Effective Number Of Bits • SFDR: Spurious-Free Dynamic Range • Two-tone IMD……..
Signal bin
S/N = 10* log(Ps/Pn); ===== S’/N’ = 10* log[Ps(1+<>)/Pn(1-10%)] = 10*log[10/9]+log(Ps/Pn) = 0.46 + S/N
I/Q match
• An ideal sinusoidal I/Q signal pair :
• Input signal requests： 1：Quality of signal：SNR, THD……. 2：Amplitude , frequency and common voltage of signal . 3：four orthogonal differential signals；
ADC与DAC
衡量指标：
• 静态指标：DNL, INL;
• 动态指标：SNR, SINAD, THD ,ENOB, IMD,etc.
动态指标（1）
• 静态指标反映的特点有限，主要是慢速变 化特性，也称之为DC传输特性，对于高速 D/A,A/D来说，更需要AC传输特性来表征， 反映不同频率信号的响应。 • 主要反映了D/A, A/D器件的高速工作情况下 的性能，诸如，VEDIO DAC, TXDAC， TX ADC等，
Windows function
Windows function
Calculation (1): FFT
• Ps = sum{Pf(m-k):1:Pf(m+k)}; • Pdc = sum{Pf(1:k)}; • Ph = sum{Ph(2:n)} ; Ph(i)= sum{Ph(i-1:i+1)}; • Pn = sum(Pf) - Ps- Pdc – Ph; • Signal bin 的选择：
RXADC 测试环境要求（4）
• Spectral leakage sample sequence not meets coherent sampling • Windowing minimizes spectral leakage
பைடு நூலகம் Window function
• Window types: Rectangular, Hamming , Hanning, Blackman …… • How to select window function: 1: -3dB bandwidth ; 2: -6dB bandwidth 3: maximum side-lobe level 4: side-lobe roll-off rate • Blackman windows ----single tone test
Calculation (2): FFT
• • • • S/N = 10* log(Ps/Pn); SINAD = 10* log[Ps/(Pn+Ph)]; THD = 10* log(Ph/Ps); SFDR = 10* log[Ps / Pmax.spurious Level]； • ENOB = (SINAD - 1.763)/ 6.02
Coherent sampling
Uncoherent sampling
Windowing
RXADC 测试环境要求（3）
• 在rxadc的测试中， Fin= Ncycle * Fsample / Nrecord
Fin (kHz) 10.3819 40.1736 60.0347 Fsamp (kHz) Nrecord 270.833 270.833 270.833 600 600 600 Ncycle 23 89 133
I/Q mismatch calculation
• Amplitude
α=20log(Iamp/Qamp);
RXADC 测试环境要求（2）
• How to select sample numbers ----coherent sampling Fin / Fsample = Ncycle / Nrecord, Fin : Periodic input signal Fsample : Sampling frequency of the ADC Ncycle : Integer number of cycles within the sampling window Nrecord : Number of data points in the sampling window or FFT
数字源
DAC
频谱分析仪
动态特性的测试方法（2）
Clock Source Analog Source DUT n Digital (ADC)bits Capture Data Processing (FFT)
Sinusoidal Wave Frequency Spectrum
RXADC 测试环境要求（1）
Frequency Domain Analysis
Magnitude
S Fundamental Signal
Spurious
Harmonics H2 H3 H4
H5 Noise
Ft (M)
Frequency
动态特性的测试方法（1）
• 对于DAC来说，相对简单一些，通过编程产 生单频信号，然后将输出的信号发送到频谱 分析仪。