ADI公司设计工具：ADISimADC性能指标
发布时间：2015-11-30 14:27
发布者：designapp
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。 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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