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ADC和DAC測試方案泰克針對多路高速ADC和DAC的測試方案泰克提供的ADC方案:針對日益提高的高速ADC系統的測試和激勵，泰克專門針對ADC測試和驗證的復雜性，通過TLA7000邏輯分析儀和示波器無縫集成，提供了2個層面的ADC測試和分析功能。 ADC參數的測試，重點主要在于驗證ADC轉換過程中的各種動態和靜態特性，具體能夠通過泰克TLA邏輯分析儀和DPO71254C數字熒光示波器能夠提供的測試參數如下： SNR ENOB SINAD THD SFDR Jitter test and analysis ADC Transient Response ADC Over-voltage Recovery Time 多個ADC模擬輸入的time skew 絕大多數靜態參數 Logic Input Logic Output Clock Period Clock Pulse-width High Clock Pulse-width Low Output Delay 多個ADC的邏輯輸出time skew測試 下圖是ADC的測試環境：
輸入信號產生和信號調理部分的驗證。ADC的測試需要高精度直流電壓源，點頻源和寬帶矢量調制源。直流源和點頻源作為經典的測試工具無需進一步闡述，對當前的高速ADC系統來說，窄帶/直流信號的響應并不能完全表征其性能，常常還需要給出其對寬帶信號的響應特性，所以寬帶/超寬帶矢量調制源也會在ADC系統的測試中使用到。泰克AWG70002是一種典型的一體化超寬帶矢量調制信號源，它的采樣率可以達到25GS/s，最高的調制帶寬可超過10GHz，使用簡便，較為適合高速ADC的寬帶激勵。 另一方面，高速ADC系統常常包括信號調理電路、時鐘電路、采樣保持電路和轉換電路等部分，每一部分都會對最終轉化結果產生影響。在ADC系統的研發階段，為了隔離不同部分的影響，需要使用測試設備對這些部分的輸出進行測試，常用的工具包括電壓表（萬用表）、示波器和頻譜分析儀，根據不同的激勵信號選擇不同的測試設備，如直流激勵可用電壓表測量；時鐘/窄帶/寬帶射頻激勵可用頻譜分析儀；而超寬帶信號除了使用頻譜儀觀測頻譜以外，還需要使用示波器這種超寬帶接收機進行矢量解調驗證。泰克公司在這方面都有較為完備的解決方案，包括DMM4050六位半數字萬用表，RSA5106A實時頻譜分析儀和DPO70000C系列數字熒光示波器配合SignalVu矢量信號分析軟件組成的超寬帶矢量信號分析系統。 ADC系統的驗證和調試，重點主要在于對于使用ADC轉換的數據進行驗證分析；同時通過泰克提供的iLink工具包對每一個ADC信號提供信號完整性的測試和分析。 作為一個高速ADC采樣，進而進行數據分析和處理的系統，需要高精度的時間和信號完整性測試。當系統由于時鐘分配，時鐘和數據PCB布線，以及ADC自身的問題時，需要合適的測試工具對故障原因進行定位和分析。 泰克TLA邏輯分析儀和DPO示波器組成系統，除了進行上述ADC參數測試外，針對設計中使用高速ADC的系統提供提供全面的測試和調試功能。例如高速ADC超過50M后，數字輸出信號電特性非常關鍵，TLA和DPO可以精確快捷的發現各種信號完整性問題和總線故障問題，同時提供對時鐘信號的分配時延和抖動提供全面的測試和分析方案。 下圖是泰克示波器和邏輯分析儀組成的測試系統框圖。
該系統主要提供的功能稱為 iLink工具包。它集成了兩種工具的特點，將DPO數字熒光示波器（滿足被測系統模擬帶寬的需要）連接到邏輯分析儀。通過將模擬域和數據域的工具聯合起來，提供業內唯一的iCapture探頭，該探頭能夠觀測ADC數據的模擬參數信息的同時觀察相同信號的數字碼流信息，這是進行全面的信號完整性分析的最好方法。邏輯分析儀既可顯示數字信息，又能時間相關的顯示該數據的模擬波形，設計人員就可以對數字信號的模擬特性進行觀察，排除系統中的錯誤。 ADC輸出信號的測試連接 對于進行ADC之間的的輸出數據的時間偏差測試；以及對于每一個ADC 的數據偏差測試，首先需要考慮的是多通道的測試連接。 為了保證對ADC信號的探測和連接，在TLA7000系列邏輯分析儀的探頭前端采用有源鍺化硅電路，每一個探頭的輸入容性負載為0.5pf，并且提供3GHz以上的模擬帶寬，該探頭成為iCapture探頭。采用iCapture技術的有源邏輯探頭，它的模擬帶寬為3GHz，能夠直接在測試過程中通過示波器配合來直接對ADC數字輸出信號的模擬參數信息進行觀測，無需在使用示波器的探頭在被測電路板上尋找測試點來重復探測。這樣在整個系統在只使用一套探頭就能夠完成邏輯和模擬的測試，整個探頭的輸入電容為0.5pf，保證對被測系統影響最小。 在連接方式上，邏輯分析儀探頭和被測電路的連接采用壓接的方式，即無需傳統的為邏輯分析儀探頭測試提供的測試插座或連接器。工程師在進行可測性設計時，只需要按照探頭指南所提供的機械尺寸，在元件庫中設計部分測試焊盤在PCB板上即可。這種無連接器方式的邏輯探頭連接可以保證PCB布線測試點時產生的殘樁盡可能的小，并且減小了進行可測性設計時的布線復雜度，同時提高了信號完整性。下圖是泰克iCapture探測方法和傳統探測方法的對比。
ADC輸出信號的信號完整性測試和時間偏差測試當需要分析ADC的輸出數據時間偏差問題時，可以使用TLA7000邏輯分析儀提供的iVerify眼圖測試功能，可以進行128個高速信號的眼圖測試，徹底分析信號完整性問題。在 ADC數據輸出中，每一路的數據和時鐘的關系通過眼圖顯示出來，這樣就能夠進行時間偏差和信號完整性的分析。如下圖所示。
ADC系統中時鐘和數據信號的抖動測試和時間偏差測試 由于輸入信號通過ADC轉換為數字信號，以及進行數字處理的過程中，時鐘源分配的相位和抖動非常重要。泰克示波器配合DPOJET高級抖動和時間測試軟件提供了如下功能： 時鐘抖動的測試和分析 時鐘相位抖動的測試和分析 時鐘－數據時間偏差的測試 時鐘－時鐘時間偏差的測試 數據－數據時間偏差的測試 泰克推薦的配置: 1臺TLA7012主機配TLA7BB4超高性能邏輯分析儀模塊，64M獨立采集內存選件 4個P6960或P6980邏輯分析儀探頭（可以直接配合示波器使用，提供3GHZ模擬帶寬） 1臺DPO71254C數字熒光示波器 高級定時和抖動分析軟件DPOJET 高級矢量信號分析軟件SignalVu 實時頻譜分析儀RSA5106A 數字萬用表 DMM4050
泰克提供的DAC方案1、DAC的測試，使用主要工具是提供“D端”的激勵信號和“A”端輸出信號的分析。主要需要分析的項目有： 各種靜態參數 各種動態參數，主要包括： 輸出更新速率（工作頻率） 噪聲譜密度 SFDR ACLR 輸出帶寬 模擬輸出參數，主要包括 輸出上升、下降時間 輸出延時 驗證輸入信號能力，主要包括 輸入數據對時鐘信號的建立/保持時間 最大工作頻率 時鐘正/負占空比限制 輸入信號電平幅度限制
泰克公司提供的測試方案包括任意波形發生器AWG5012C和實時頻譜分析儀RSA5106A，數字熒光示波器DPO71254C，測試原理框圖如下：
2、和ADC測試類似，DAC測試的一個關鍵點是驗證DAC輸出指標，此時RSA5106A實時頻譜分析儀可以測試頻域指標，如雜散、SFDR等，同時DPO71254C可以測試相關時域指標，如上升/下降時間等。 RSA5106A是一款操作簡單，測試十分方便的頻譜儀，可以快速得到各種頻域指標，如下圖所示的雜散測量。通過自動的雜散統計列表，用戶可以立即得到SFDR等測試結果：
同樣，下圖是一個ACLR自動測試的例子
3、DAC測試中的另一個工具是數字信號激勵。AWG5012C w/03可以提供速率最高達1200M，位寬為32bit的同步激勵（差分為16路）。主要參數為： 通道數：32路單端或16路差分數據通道； 速率：10M~1200Mbps 上升時間： <300ps 每通道數據深度：16M位 輸出幅度： 0.1~3.7Vpp至50歐姆，0.2~7.4Vpp至1M歐姆，分辨率為10mV 通道間時延：<400ps 在測試中，AWG5012C系統不僅可以輸出理想的激勵信號來測試DAC動態參數，還可以改變輸出幅度以及通道間同步情況等來驗證DAC的輸入信號幅度和時序容限； 4、其它一些時域指標，如上升/下降時間，可以使用示波器DPO71254C。DPO71254C還可以用于AWG激勵信號的驗證，即在測試動態參數等之前，先用示波器觀察AWG輸出的信號是否已經正確配置。 5、推薦配置 AWG5012C 帶03選項 RSA5106A實時頻譜分析儀 DPO71254C數字熒光示波器 上一篇多通道信號產生和采集系統 |
