在現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與高速通信、信號(hào)處理、雷達(dá)探測(cè)、醫(yī)療成像以及各種工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）扮演著至關(guān)重要的角色。ADC負(fù)責(zé)將模擬信號(hào)精確且高效地轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以便于進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理和數(shù)據(jù)傳輸；而DAC則執(zhí)行相反的功能，它將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流還原為高質(zhì)量的模擬信號(hào)，以供實(shí)際設(shè)備或系統(tǒng)使用。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是對(duì)于5G通信、航空航天及國(guó)防等領(lǐng)域的嚴(yán)苛要求，高速、高精度、高分辨率以及大動(dòng)態(tài)范圍的ADC和DAC變得越來(lái)越重要。為了深入探究這些關(guān)鍵器件的基礎(chǔ)性能指標(biāo)，德思特將引領(lǐng)您走進(jìn)ADC和DAC的靜態(tài)參數(shù)測(cè)試世界。本篇文章將為您介紹ADC中的一個(gè)關(guān)鍵概念——轉(zhuǎn)換點(diǎn)。

一、介紹

A/D轉(zhuǎn)換器的線性參數(shù)計(jì)算（INLE、DNLE等）基于器件的轉(zhuǎn)變點(diǎn)（或跳變點(diǎn)）。為了確定ADC的轉(zhuǎn)變點(diǎn)，應(yīng)將具有足夠步長(zhǎng)的模擬斜坡表征器件的吸納后輸入。根據(jù)測(cè)量的代碼可以確定轉(zhuǎn)變點(diǎn)。

德思特ADC測(cè)試系統(tǒng)TS-ATX7006和軟件TS-ATView7006有兩種確定跳變點(diǎn)的方法：

● 跳變點(diǎn)搜索方法：算法“搜索”跳變點(diǎn)?？紤]測(cè)量代碼在結(jié)果數(shù)組中的位置。

● 代碼排序方法：代碼在結(jié)果數(shù)組中出現(xiàn)的次數(shù)是LSB步長(zhǎng)的度量。

（一）跳變點(diǎn)搜索法

搜索從代碼x到代碼x+1(x -> x+1)的跳變點(diǎn)，首先搜索數(shù)據(jù)數(shù)組中代碼x的第一次出現(xiàn)以及數(shù)據(jù)數(shù)組中代碼x+1的最后一次出現(xiàn)，這就是跳變點(diǎn)的搜索數(shù)組。

代碼x和小于代碼x的出現(xiàn)次數(shù)均計(jì)入該區(qū)域。跳變點(diǎn)位于首次找到代碼x加上該計(jì)數(shù)器值（在該區(qū)域中找到代碼x及更少代碼的次數(shù)）的位置。

開(kāi)始和結(jié)束時(shí)丟失的代碼將通過(guò)理想的轉(zhuǎn)換器步驟 (DNLE=0) 進(jìn)行推斷，并以第一個(gè)找到的跳變點(diǎn)作為參考。最后，跳變點(diǎn)是從最后找到的跳變點(diǎn)推斷出來(lái)的。所有其他缺失代碼都會(huì)導(dǎo)致 DNLE為-1：跳變點(diǎn)位于與其前一個(gè)跳變點(diǎn)相同的位置。

噪聲或測(cè)量分辨率不足可能導(dǎo)致DNLE小于1 LSB。

舉例說(shuō)明

1、無(wú)噪聲

捕獲的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)陣列：

跳變點(diǎn)0→1:

搜索區(qū)域：位置0-11。

計(jì)數(shù)：6

跳變點(diǎn)位于位置5至6。跳變點(diǎn)電壓為：

Vtrp=Vstart+count*Vstep-1/2Vstep

其中：

Vstart=提供的斜坡的起始電壓。

startposition=首次找到代碼的位置，此處為位置0。

count=找到代碼0的次數(shù)

Vstep=提供的斜坡的電壓步長(zhǎng)。

2、帶有噪聲

捕獲的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)陣列：

跳變點(diǎn)0→1:

搜索區(qū)域：位置0-11。

計(jì)數(shù)：5

跳變點(diǎn)位于位置4至5。

跳變點(diǎn)1→2:

搜索區(qū)域：位置3-14。

計(jì)數(shù)：8（6次代碼1+2次代碼0）

跳變點(diǎn)位于位置10至11。

3、丟失代碼

捕獲的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)陣列：

跳變點(diǎn)0→1和0→2:

搜索區(qū)域：位置0-11。

計(jì)數(shù)：5

兩個(gè)跳變點(diǎn)均位于位置4至5。

（二）排序代碼方法

所有代碼都在數(shù)據(jù)數(shù)組中排序。排序后，數(shù)據(jù)數(shù)組從所有測(cè)量代碼0開(kāi)始，然后是代碼1，依此類推。因此，測(cè)量數(shù)據(jù)中代碼的位置不相關(guān)。使用排序代碼方法不會(huì)發(fā)生小于-1的DNL錯(cuò)誤。

示例

排序前捕獲的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)組：

排序后捕獲的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)組：

審核編輯 黃宇

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