德思特ADC/DAC静态参数测试系列（一）——什么是ADC转换点？

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在现代电子系统设计与高速通信、信号处理、雷达探测、医疗成像以及各种工业自动化应用中，模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）扮演着至关重要的角色。ADC负责将模拟信号精确且高效地转换为数字信号，以便于进行数字信号处理和数据传输；而DAC则执行相反的功能，它将数字数据流还原为高质量的模拟信号，以供实际设备或系统使用。

随着技术的不断进步，尤其是对于5G通信、航空航天及国防等领域的严苛要求，高速、高精度、高分辨率以及大动态范围的ADC和DAC变得越来越重要。为了深入探究这些关键器件的基础性能指标，德思特将引领您走进ADC和DAC的静态参数测试世界。本篇文章将为您介绍ADC中的一个关键概念——转换点。

介绍

A/D转换器的线性参数计算（INLE、DNLE等）基于器件的转变点（或跳变点）。为了确定ADC的转变点，应将具有足够步长的模拟斜坡表征器件的吸纳后输入。根据测量的代码可以确定转变点。

德思特ADC测试系统TS-ATX7006和软件TS-ATView7006有两种确定跳变点的方法：

●跳变点搜索方法：算法“搜索”跳变点。考虑测量代码在结果数组中的位置。

●代码排序方法：代码在结果数组中出现的次数是LSB步长的度量。

跳变点搜索法

搜索从代码x到代码x+1(x -> x+1)的跳变点，首先搜索数据数组中代码x的第一次出现以及数据数组中代码x+1的最后一次出现，这就是跳变点的搜索数组。

代码x和小于代码x的出现次数均计入该区域。跳变点位于首次找到代码x加上该计数器值（在该区域中找到代码x及更少代码的次数）的位置。

开始和结束时丢失的代码将通过理想的转换器步骤 (DNLE=0) 进行推断，并以第一个找到的跳变点作为参考。最后，跳变点是从最后找到的跳变点推断出来的。所有其他缺失代码都会导致 DNLE为-1：跳变点位于与其前一个跳变点相同的位置。

噪声或测量分辨率不足可能导致DNLE小于1 LSB。

举例说明

无噪声

捕获的数字数据阵列：

跳变点0→1:

搜索区域：位置0-11。

计数：6

跳变点位于位置5至6。跳变点电压为：

Vtrp=Vstart+count*Vstep-1/2Vstep

其中：

Vstart=提供的斜坡的起始电压。

startposition=首次找到代码的位置，此处为位置0。

count=找到代码0的次数

Vstep=提供的斜坡的电压步长。

带有噪声

捕获的数字数据阵列：

跳变点0→1:

搜索区域：位置0-11。

计数：5

跳变点位于位置4至5。

跳变点1→2:

搜索区域：位置3-14。

计数：8（6次代码1+2次代码0）

跳变点位于位置10至11。

丢失代码

捕获的数字数据阵列：

跳变点0→1和0→2:

搜索区域：位置0-11。

计数：5

两个跳变点均位于位置4至5。

排序代码方法

所有代码都在数据数组中排序。排序后，数据数组从所有测量代码0开始，然后是代码1，依此类推。因此，测量数据中代码的位置不相关。使用排序代码方法不会发生小于-1的DNL错误。

示例
排序前捕获的数字数据数组：

排序后捕获的数字数据数组：

审核编辑 黄宇