ADC静态测验的办法已研讨多年,国际上已有规范的测验办法,但静态测验不能反映ADC的动态特性,因此有必要研讨动态测验办法?动态特性包含许多,如信噪比(SNR)?信号与噪声+失真之比(SINAD)?总谐波失真(THD)?无杂散动态规模(SFDR)?双音互调失真(TMD)等?本文评论了使用数字办法对ADC的信噪比进行测验,计算出有效位数,并经过测验证明了进步采样频率能改进SNR,相当于进步了ADC的有效位数?在本体系中使用了AD9224,它是12bit?40MSPS?单5V供电的流水线型低功耗ADC?
1.SOC 测验的复杂性
跟着规划与制作技能的开展,集成电路规划从晶体管的集成开展到逻辑门的 集成,现在又开展到IP 的集成。近年来已开展到体系级芯片阶段,SOC 规划技 术成为规划的热门之一。SOC 的规划方式不同于以往大规模集成电路的笔直规划 方式。它的规划方式是水平的,也便是SOC 集成商挑选不同厂商供给的IP 核来 构建芯片体系。这种水平规划方式一方面缩短了SOC 规划周期,另一方面却使 SOC 测验面对巨大应战。IP 核的多样性带来测验的复杂性,就IP 核的规划方式 而言,有软核、固核、硬核三种;就电路类型而言,有数字逻辑核、存储器核、 模仿/混合核;就功用而言,有处理器核、DSP 核、多媒体核等;就电路可测验 性规划办法而言,有内建自测验(Built-in-Self-Test,BIST),扫描测验、边 界扫描测验、测验点刺进等;就时钟而言,有处理器核和DSP 核等需求高频时钟 的IP 核,也有外设控制器等只需求低频时钟的IP 核。SOC 的测验有必要考虑对多 样性的支撑。测验资源是有限的,外部测验设备所能供给的测验通道数,ATE (Automac Test Equipment)的测验通道深度和测验时刻以及模仿测验部件都 是“稀缺资源”。因此SOC 的测验有必要考虑一切与此有关的细节。
2.根据IP 核的SOC 中ADC 的测验技能
2.1 模仿/混合电路的IP 核测验
模仿/混合电路核的测验技能还很不成熟,在数字逻辑电路中广泛应用的测 试向量主动生成技能(Automac Test Pattern Generaon, ATPG)不能简略 移植应用于模仿电路。这是因为:榜首,模仿电路波形的时刻和取值都是接连的, 电路功用依赖于电路拓扑结构和元件的参数值,电路参数动态规模大,难以树立 毛病模型;第二,模仿信号是接连量,无论是从原始输入传递测验鼓励,仍是从 被测电路传出测验呼应,在传输过程中,这些值都有或许被改动;第三,相同由 于模仿信号的接连性,测量误差简单导致误判。为了进步电路的可测性,为了提 高电路的可测性,常选用三种技能:榜首,功用结构重组,此办法是使用电路的 功用结构经过重组而与正常作业方式不同,使用输出信号判别电路是否发生错 误。典型的办法为晶振测验,即发生某种频率的振动信号,毛病电路会改动此振 荡信号的频率,经过监测信号频率的改变,观测到过错。第二,刺进测验点,例 如在电路中添加电流传感器,有过错的电路会改动电流巨细,然后观测到过错。 第三,进行数模/模数转化,即在芯片规划中参加模数转化器和数模转化器,把 待测电路的模仿输出信号变成数字信号,把待测电路的数字输入信号变成模仿信 号,然后完成鼓励和呼应的传达。
2.2 ADC 的测验办法
2.2.1 测验适配器规划技能
测验适配器是芯片与测验机衔接的要害,在规划中特别注意布局布线的方 法,尽或许的减小噪声的引进:ADC 界于模仿电路和数字电路之间,且通常被划 归为模仿电路,为减小数字电路的搅扰,在芯片内部都将模仿电路和数字电路分 开布局;进行测验时为减小信号线上的散布电阻、%&&&&&%和电感,尽量缩短导线长 度和增大导线之间的间隔;为减小电源线和地线的阻抗,尽量增大电源线和地线 的宽度,或选用电源平面、地平面。相同的,模仿电路的接地层,也要和数字电 路的接地层分隔,并考虑阻抗匹配,如果是差分输入,要考虑差分对的布线办法, 这样测验出ADC 的动态参数和静态参数才比较抱负。
2.2.2 测验实例
2.2.2.1 器材特性
本文测验芯片为一款带有一个10bit 高速AD 转化器模块的SOC 芯片,其间 ADC 模块的特征描述如下:
1) 电源4 组,模仿电源1,2(3.3V,1.8V)。
2) 具有一对差分输入,共模电压为1.5V,Vp-p 为1V。
3) 数字时钟频率50MHZ,采样频率25MHZ,输入波频率2MHZ~36MHZ。
此ADC 的测验,选用Agilent 的SOC 93000 测验体系。因为芯片有一对差分 输入,共模电压为1.5 V,Vp-p 为1V, 这意味着模仿输入电压规模是1~2V。 这样模仿输入精度便是:
为了能测验这样精度的芯片,咱们需求输入更高精度的模仿电压。此次测 试时输入的模仿电压精度为:
在测验中为了发生如此高精度的模仿电压信号(电压精度为200μV 左右), 使用了roadband High Speed AWG (500MHZ Sample/s 12-bit)测验硬件。AWG 的详细性能指标见表1。