柱形图测试法可以方便地测试出某一测试频率下DNL、INL、增益和偏置误差等参数的具体数值,检测出失码。关于柱形图的计算,在Labview的功能菜单中,选Analysis下的Probability and Statistics子菜单,则有Histogram、Mean等统计模块供选用,以便进行计算。

2.2 FFT测试法

离散参数的快速傅立叶变换(FFT)可以进行A/D的动态参数测试。在这种方法下,任意波形发生器产生纯正弦波,后接高阶Chebyshev滤波器,滤掉信号的噪声和失真,产生测试用的纯正弦波。有些参数(如IMD)的测试,甚至要求测试波形是两种频率相接近的正弦波的叠加,频率不是单一的。

这种测试方法是利用FFT算法对A/D转换芯片的输出码进行数字信号处理,计算A/D的频谱参数,以此看出各种转换误差以及失真在频谱图上表现出的噪声背景。在没有失真的理想情况下,在输入模拟量为正弦波时,输出频谱应为频率等于输入频率的冲激函数的图形。事实上,A/D转换器的量化误差,转换器内部各种噪声,甚至包括测试系统噪声,都会在频谱图上的噪声背景中体现出来;DNL、失码、孔径误差、宽带噪声都会造成频谱图上噪声背景的提升,而INL则会在测试信号的基波偏移带内表现出谐波失真(如图4);转换器内部非线性部件的存在,使输出信号相对于输入信号在频率上不但会有一个微小的偏移,而且会产生一系列的谐波分量(图5)。

在计算过程中,如果采样数据集的端点不连续,会因引入采样窗口而增加计算的繁琐程度。而按照相关采样原理,FFT就可以把输出信号看成无穷的周期信号,使计算变得简单。满足相关采样原理的采样方法必须满足如下公式。

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