音頻芯片中的信號是模擬的,如同在電腦上輸出的line信號,經(jīng)過功放后可以驅(qū)動喇叭。模擬音頻信號經(jīng)過ADC采樣為數(shù)字音頻信號,再通過編碼壓縮減少數(shù)據(jù)量,壓縮成數(shù)字音頻信號。同理,也可以通過DAC還原成最原始的模擬音頻信號。
隨著數(shù)字信號處理技術(shù)和數(shù)字電路工作速度的提高,以及對于系統(tǒng)靈敏度等要求的不斷提高,對于高速、高精度的ADC指標(biāo)都提出了很高的要求。
ADC芯片的性能測試是由芯片生產(chǎn)廠家完成的,這時,就需要進(jìn)行ADC測試來驗證芯片在板級或系統(tǒng)級應(yīng)用上的真正性能指標(biāo)。
首先,我們來普及個概念,也就是什么是ADC。
ADC稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器(簡稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADC,analog-to-digital converter),A/D轉(zhuǎn)換的作用是將時間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為時間離散、幅值也離散的數(shù)字信號。一句話概括:ADC是模數(shù)轉(zhuǎn)換器,是模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量,也就是模擬量輸入。
ADC的主要指標(biāo)分為靜態(tài)指標(biāo)和動態(tài)指標(biāo)2大類。
靜態(tài)指標(biāo)主要有:
Differential Non-Linearity (DNL)
Integral Non-Linearity (INL)
OffsetError
FullScale Gain Error
動態(tài)指標(biāo)主要有:
Totalharmonic distortion (THD)
Signal-to-noise plus distortion (SINAD)
Effective Number of Bits (ENOB)
Signal-to-noise ratio (SNR)
Spurious free dynamic range (SFDR)
要進(jìn)行ADC這些眾多指標(biāo)的驗證,基本的方法是給ADC的輸入端輸入一個理想的信號,然后對ADC轉(zhuǎn)換以后的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析,因此,ADC的性能測試需要多臺儀器的配合并用軟件對測試結(jié)果進(jìn)行分析。下圖是一個典型的ADC測試圖。
我們不忙著展開,在此之前,我們先了解下ADC測試的相關(guān)客戶群和關(guān)注的測試重點 。
ADC測試相關(guān)客戶群
第一類是傳統(tǒng)ADC廠商,其將模擬信號單純轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的數(shù)值。這類廠商的測試比較復(fù)雜,測項包含靜態(tài)指標(biāo)和動態(tài)指標(biāo)。
對于第一類客戶,即傳統(tǒng)ADC廠商,這類客戶通常關(guān)注的是信號源的指標(biāo),比如:
1. 期望的底噪,或THD+N,或SNR相關(guān)指標(biāo)需求。
2. 提供交流信號時,是否需要額外添加直流偏置電壓。
第二類則是音頻類ADC廠商,其將模擬信號最終轉(zhuǎn)換為特定音頻格式的數(shù)字信號(如PDM,I2S,TDM等)此類客戶主要是音頻Codec廠商,其也會有DAC的測試需求。
順帶提一句,DAC的作用是和 ADC 相反,是把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量,雖然有模擬和數(shù)字的區(qū)別,但是DAC要測試的主要指標(biāo)與ADC類似,也分為靜態(tài)指標(biāo)和動態(tài)指標(biāo)2種。
靜態(tài)指標(biāo)主要有:
Differential Non-Linearity (DNL)
Integral Non-Linearity (INL)
OffsetError
FullScale Gain Error
Conversion Rate
Settling Time
Rising/Falling Time
動態(tài)指標(biāo)主要有:
Totalharmonic distortion (THD)
Signal-to-noise plus distortion (SINAD)
Effective Number of Bits (ENOB)
Signal-to-noise ratio (SNR)
Spurious free dynamic range (SFDR)
對于第二類客戶,通常關(guān)注點是:
1. 期望的底噪,或THD+N,或SNR相關(guān)指標(biāo)需求。
2. 是否支持某種特定數(shù)字格式。
3. 針對數(shù)字信號部分,如何建立與AP模塊的連接(如用到我們AP測試設(shè)備)
話說,這類芯片相關(guān)的終端用戶需求,AP同樣可以完成,例如喇叭,麥克風(fēng) 測試等等。
AP設(shè)備對于ADC測試的優(yōu)勢
我們還是分第一類和第二類客戶來展開。
對于第一類客戶,即傳統(tǒng)ADC廠商,AP分析儀主要作用是提供高質(zhì)量的「信號源發(fā)生器」。
第1點 · 良好的THD+N性能
- APx 555B -