了解 ADC 中的串?dāng)_和隔離測試，第一部分

在使用高速轉(zhuǎn)換器和多個(gè)轉(zhuǎn)換器通道的雷達(dá)、衛(wèi)星以及測試和測量應(yīng)用中，隔離或串?dāng)_可能是一種錯(cuò)誤的衡量標(biāo)準(zhǔn)。在不考慮通道串?dāng)_的情況下，在頻譜中丟失相關(guān)信息的可能性可能會對系統(tǒng)造成破壞，因?yàn)樵诟信d趣的應(yīng)用頻帶中可能會出現(xiàn)雜散或噪聲。

本文介紹了檢查高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 通道間隔離的理論、測試臺和方法。

定義通道串?dāng)_

如果多個(gè)轉(zhuǎn)換器在一個(gè)封裝中或位于同一系統(tǒng)板上，則通道間串?dāng)_或隔離測試可以確定從相應(yīng)的 ADC 或通道可見多少衰減。從理論上講，這些通道是不同且獨(dú)立的，但在高頻下，RF 信號可以并且經(jīng)常通過各種相鄰電路耦合，從而對使用中的 ADC 通道造成干擾。

簡單地說，串?dāng)_是在使用中的轉(zhuǎn)換器通道上測量的信號(誤差雜散)——無論是否存在其自身的信號——相對于由射頻信號驅(qū)動的相鄰轉(zhuǎn)換器通道，這通常稱為干擾通道。串?dāng)_是這種誤差雜散相對于滿量程 (dBFS) 的量度，單位為分貝。

如果多個(gè) ADC 位于一個(gè)封裝中，則通道串?dāng)_可能來自不良的 IC 布局，或者如果多個(gè) ADC 位于同一系統(tǒng)板上，則可能來自不良的 PCB 布局。因此，每個(gè) IC 和 PCB 布局都需要小心謹(jǐn)慎。盡管如此，還是不可能完全消除串?dāng)_，因?yàn)楦蓴_信道的射頻信號總是存在于頻譜中的某個(gè)級別。

設(shè)置串?dāng)_硬件

評估模塊支持模擬輸入信號、電源、時(shí)鐘和數(shù)字接口的連接，以捕獲數(shù)字輸出并通過串行外設(shè)接口 (SPI) 對 ADC 的寄存器寫入進(jìn)行編程，以評估不同配置下的轉(zhuǎn)換器或激活某些功能。此外，您可以將評估模塊連接到數(shù)據(jù)采集板，并使用基于軟件的圖形用戶界面 (GUI) 來采集、測量和評估 ADC 的性能指標(biāo)。

我們說明了使用雙通道 ADC 評估板的組件級設(shè)置。這是一個(gè)非常簡單的測試案例，只關(guān)注一個(gè)駐留通道上的潛在串?dāng)_。

數(shù)據(jù)采集卡通常具有用于電源和 USB 通信的單獨(dú)連接，這使其能夠與HSDC Pro數(shù)據(jù)采集軟件進(jìn)行通信。

我們建議始終閱讀評估模塊用戶指南，以確保所有正確的連接和電源電壓都有足夠的電流來支持整個(gè)設(shè)置。

由于我們在此測試中使用雙通道 ADC，因此只有一個(gè)信號發(fā)生器將信號(干擾源)注入 ADC 的一個(gè)通道，而使另一個(gè) ADC 通道打開并終止。對于具有四個(gè)或更多 ADC 的多通道轉(zhuǎn)換器，僅此一項(xiàng)不足以進(jìn)行完整和徹底的測試。您將需要 N-1 個(gè)額外的干擾信號源，其中 N 是板上的通道數(shù)。您可以驅(qū)動任何通道組合，以了解串?dāng)_對具有相同或不同信號的開放通道的影響。

無論通道數(shù)量如何，所有轉(zhuǎn)換器都需要具有低相位噪聲和低諧波的單獨(dú)信號源或時(shí)鐘源，以便適當(dāng)?shù)仳?qū)動采樣時(shí)鐘并滿足數(shù)據(jù)表性能。大多數(shù)信號源都需要對時(shí)鐘和模擬輸入進(jìn)行濾波。甚至更低相位噪聲類型的信號源仍然具有可能破壞任一輸入源的虛假偽像。模擬輸入和采樣時(shí)鐘輸入的信號源都使用帶通濾波器來抑制除特定測試頻率之外的所有信號。

如果需要相干采樣，則可能還需要鎖定參考信號以進(jìn)一步同步所有源。大多數(shù)信號源在信號發(fā)生器的背面都有一個(gè) 10-MHz 參考，您可以將其連接到多個(gè)信號源以保持它們的鎖相。您可能需要在信號發(fā)生器本身的前面板上啟用參考鎖定功能。

同樣，我們建議您查看 ADC 用戶指南以了解相關(guān)頻率和幅度水平，并確保所有正確的信號連接都連接到相應(yīng)的連接器。