深入了解 Intersil KMB001 ADC 评估系统：功能、设置与应用

在电子工程师的日常工作中，准确评估模拟 - 数字转换器（ADC）的性能是一项至关重要的任务。Intersil KMB001 评估系统为我们提供了一个强大的工具，用于评估 8 位至 16 位、采样率在 40MSPS 至 500MSPS 之间的低功耗、高性能 ADC。下面，让我们一起来深入了解这个系统。

文件下载：KMB-001LEVALZ.pdf

系统概述

KMB001 评估系统专为评估 Intersil 系列 ADC 而设计，这些 ADC 采用了 Intersil 专有的 FemtoCharge™ 技术，基于标准 CMOS 工艺制造。系统搭配 Intersil Konverter Analyzer 软件，该软件能够显示如 SFDR、SINAD、ENOB、谐波、电流和功率测量等相关数据，还能在频域和时域绘制输出图形。

系统特性

数据捕获能力

18Mb FIFO 可捕获 1M 个 ADC 输出样本，为数据采集和分析提供了充足的存储空间。

高速数据传输

采用 USB2.0 接口，实现快速的数据传输，提高工作效率。

实时更新显示

以数据手册风格实时更新显示，方便工程师直观地获取 ADC 的性能数据。

系统内容与要求

系统内容

KMB001 配备了 USB 电缆用于连接 PC 和 5V 电源。用户只需提供信号和时钟源，以及运行 Microsoft Windows™ XP 或 Windows 2000 操作系统的 PC 即可。Intersil Konverter Analyzer 软件可从 Intersil 网站下载。

PC 系统要求

操作系统	处理器	内存	显示分辨率
Windows™ XP	Intel® Pentium (Pentium 4 及以上)	512MB	800x600 或更高
Windows 2000	Intel Celeron、Intel Xeon、Intel Core、AMD Athlon 64*、AMD Opteron、AMD Sempron	推荐 1024MB	-

注：*处理器必须支持 SSE2 指令集。

系统设置与操作

平台搭建

搭建 ADC 评估平台需要以下物品：

1. Intersil KMB001 主板
2. USB 电缆（USB - A 到 USB - B，1.25 至 2M 长，随 KMB001 提供）
3. 包含待测试 ADC 的 Intersil 子卡
4. 合适的信号和时钟源（详见附录 A）
5. 最小 4W、5V 电源（随 KMB001 提供）
6. 具有空闲 USB2.0 端口、以管理员权限登录且满足 PC 系统要求的 PC

软件安装

Intersil Konverter Analyzer 软件

如果 PC 上已安装早期版本的 Intersil Konverter Analyzer 软件，需先卸载才能安装新版本。安装步骤如下：

1. 从 Intersil 网站（www.intersil.com/converters/adc_eval_platform/index.asp）下载安装文件。
2. 运行 IntersilKonverterInstallerVX.XX.Xc.exe 进行安装。
3. 按照安装向导提示，依次点击“Next”、“I Agree”、“Next”、“Install”、“Finish”完成安装。

USB 驱动

安装 USB 驱动的步骤如下：

1. 将子卡安装到 KMB001 主板上，确保夹层连接器牢固插入主板插槽。
2. 设置并连接信号源到模拟输入 SMA 连接器。
3. 设置并连接时钟源到时钟输入 SMA 连接器。
4. 将 USB 电缆从 KMB001 连接到目标 PC。
5. 连接并激活 5V 电源到 KMB001，按照硬件向导提示完成驱动安装。

MATLAB™ 组件运行时

Intersil Konverter Analyzer 软件不同版本使用不同的 MATLAB 组件运行时（MCR）版本，可从 Intersil 网站下载相应版本并安装。安装步骤如下：

1. 运行 MCR 安装程序，选择安装语言。
2. 按照安装向导提示，依次输入用户信息、选择安装目录、点击“Install”完成安装。

软件运行

运行 Intersil Konverter Analyzer 软件时，双击桌面上的快捷图标。若出现硬件向导窗口，按提示操作即可。

规格定义

模拟输入带宽

指模拟输入频率，此时基频的频谱输出功率比低频值降低 3dB，也称为全功率带宽。

孔径延迟或采样延迟

时钟输入上升后，采样开关打开所需的时间，此时信号被保持以进行转换。

孔径抖动

一组样本的孔径延迟的均方根变化。

时钟占空比

时钟波形处于逻辑高电平的时间与一个时钟周期总时间的比值。

差分非线性（DNL）

任何代码宽度与理想 1 LSB 步长的偏差。

有效位数（ENOB）

是指定信噪比和失真比（SINAD）的另一种方法，计算公式为 (ENOB=(SINAD - 1.76) / 6.02)。

积分非线性（INL）

每个单独代码与从零点（第一个代码转换下方 1/2 LSB）到正满量程（最后一个代码转换上方 1/2 LSB）所画直线的偏差。

最低有效位（LSB）

数字字中值或权重最小的位，其输入电压值为 (V_{FS} / 2^{N - 1})，其中 N 为分辨率位数。

缺失代码

ADC 输出中跳过且永远不会出现的代码，任何输入值都无法达到这些代码。

最高有效位（MSB）

值或权重最大的位，其输入电压值为 (V_{FS} / 2)。

流水线延迟

转换开始到数据出现在输出引脚之间的时钟周期数。

电源抑制比（PSRR）

输入失调电压变化与电源电压变化的比值。

信噪比和失真（SINAD）

RMS 信号幅度与时钟频率一半以下所有其他频谱分量（包括谐波但不包括 DC）之和的 RMS 值的比值。

信噪比（无谐波）

RMS 信号幅度与采样频率一半以下所有其他频谱分量（不包括谐波和 DC）之和的比值。

无杂散动态范围（SFDR）

RMS 信号幅度与峰值杂散频谱分量的 RMS 值的比值。

源要求

为获得最佳测试结果，建议时钟和信号源的组合抖动不超过 200fs。采样时钟设置为 50MHz 至 500MHz 正弦波，+10dBm；信号设置为 0.4MHz 至 250MHz，+7dBm 至 +10dBm（取决于模拟输入衰减）。

总结

Intersil KMB001 评估系统为电子工程师提供了一个全面、高效的平台，用于评估 ADC 的性能。通过合理的设置和操作，结合准确的规格定义和源要求，我们能够获得可靠的测试数据，为产品设计和优化提供有力支持。你在使用类似评估系统时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。