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使用基于 PC 的低成本数据采集板对 ADC 进行基准表征
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2022-11-18
李艳
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随着模数转换器 (ADC) 越来越复杂，在实验室环境中分析和表征这些设备变得越来越困难。提高 ADC 表征彻底性的一种方法是使用 PC 自动执行基准测试。这种方法有许多优点，只需很少的额外努力即可产生。使用自动化代替手动测试的最重要好处是在表征过程中更早地获得转换器性能的更完整视图。此外，一旦系统就位，设计矢量来调试甚至复杂的设计错误通常都很简单。随着模数转换器 (ADC) 越来越复杂，在实验室环境中分析和表征这些设备变得越来越困难。提高 ADC 表征彻底性的一种方法是使用 PC 自动执行基准测试。这种方法有许多优点，只需很少的额外努力即可产生。使用自动化代替手动测试的最重要好处是在表征过程中更早地获得转换器性能的更完整视图。此外，一旦系统就位，设计矢量来调试甚至复杂的设计错误通常都很简单。PC 可用于自动表征 IC 的方式有多种。它们的范围从使用简单的并行端口接口来操纵控制位，到闭环伺服系统来全面表征设备性能的各个方面。下面的讨论将主要集中在表征 MAX1115-MAX1119 8 位逐次逼近寄存器 (SAR) ADC 的方法上。该方法足够准确，可用于表征分辨率高达 12 位的类似转换器。PC 可用于自动表征 IC 的方式有多种。它们的范围从使用简单的并行端口接口来操纵控制位，到闭环伺服系统来全面表征设备性能的各个方面。下面的讨论将主要集中在表征 MAX1115-MAX1119 8 位逐次逼近寄存器 (SAR) ADC 的方法上。该方法足够准确，可用于表征分辨率高达 12 位的类似转换器。Electronic DesignElectronic Design杂志上发表的文章“PC 为经济有效的自动化测试系统提供关键”一文涵盖了与使用并行和串行端口表征设备相关的许多问题。杂志上发表的文章“PC 为经济有效的自动化测试系统提供关键”一文涵盖了与使用并行和串行端口表征设备相关的许多问题。系统设置系统设置为表征 MAX1115，使用了 National Instruments 的高速数字 I/O 卡 (PCI-DIO-32HS) 和定制表征板。PCI-DIO-32HS 32 通道数字 I/O 板可用于以 20MHz 的速率将矢量流式传输到（或从）PC 硬盘，从（或到）自定义特性板。特性板的示意图如下所示。(PDF, 308k)图 1。为表征 MAX1115，使用了 National Instruments 的高速数字 I/O 卡 (PCI-DIO-32HS) 和定制表征板。PCI-DIO-32HS 32 通道数字 I/O 板可用于以 20MHz 的速率将矢量流式传输到（或从）PC 硬盘，从（或到）自定义特性板。特性板的示意图如下所示。(PDF, 308k)图 1。原理图左侧的六个 MAX541 是 16 位串行 DAC。它们用于提供被测设备 (DUT) VDD 电源电压/参考电压和两个输入信号。此外，还提供了一个输入电平转换器电源，用于调整进入 DUT 的数字输入电压摆幅，以及输入信号 DAC 参考电压。紧邻 DAC 右侧的设备是 OP27 缓冲放大器。OP27 是一款高精度运算放大器，可为每个 DAC 提供高达 10mA 的驱动电流，而 DAC 的 16 位性能仅略有下降。原理图顶部的电路是输入电源调节和调理，以及 MAX6341，一个 4.096V 精密电压基准。原理图右侧是串并移位寄存器、串联终结器、原理图左侧的六个 MAX541 是 16 位串行 DAC。
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