PScope数据采集软件中的两种平均功能的介绍

当查看来自模数转换器（ADC）的采样输出数据时，通常需要平均从一个周期到另一个周期的采样块。这将揭示有关ADC特性的更多细节，例如本底噪声的真实形状，并且还可以揭示低水平的杂散。凌力尔特公司的免费数据采集软件PScope为用户提供了两种不同的选项，用于平均收集的数据，这两种选择都是在频域中完成的。第一个是功率平均，它是数据的基本平均值，bin是bin，从样本到样本。第二个矢量平均允许用户通过相位对齐所有谐波来观察非常低水平的杂散。这两种功能都允许用户快速评估ADC的性能，从而节省更多时间来完成最终设计。让我们详细了解这两种平均方法之间的差异。

功率平均

可以从PScope工具栏中选择功率平均值（见图1）。功率平均是所有平均中最基本的。它只是将频域图中的每个bin与前一个数据集合中相同bin中的前一个样本相加，然后除以2.默认情况下，PScope将平均20次，但此设置可在设置中更改菜单（见图2）。通过增加这个数字，可以看到更好的噪声基底表示，并且更准确的马刺水平将是显而易见的。

在图3中我们可以看到来自一个数据集合的采样数据的FFT。本底噪声峰值幅度约为20dB。在图4中，我们可以看到5个平均周期后的本底噪声。噪声基底现在具有小于10dB的峰峰值幅度。这种平均形式将显示噪声基底的任何形状，并将稳定任何谐波含量的幅度，从而更准确地测量这些谐波。在此模式下，SNR和SFDR结果都是准确的。在查看连续采样数据或需要采用精确谐波水平时，请使用此平均技术。

矢量平均

PScope中另一种可用的平均值是矢量平均。矢量平均是一种观察深埋在本底噪声中的杂散的技术，这是使用常规技术无法看到的。可在工具栏上的PScope中选择（参见图5）。 PScope使用的方法是查看基波的相位并将其旋转，并在每个采样后将相关的谐波归零。然后使用幅度和相位信息对FFT数据进行平均。由于基波及其谐波现在在相位上对齐，并且噪声保持随机相位，因此噪声基底将下降，从而在恒定幅度下留下与基波谐波相关的任何内容。图6显示了5次矢量平均周期后输入数据的FFT。本底噪声从-110dB降至-120dB。这将显示低于本底噪声10dB的任何谐波。矢量平均的进一步周期将继续降低显示低水平杂散的噪声基底。在此模式下，SFDR测量将是准确的，但由于人为降低了本底噪声，因此显示的SNR无法准确反映ADC的SNR。仅当采样时钟和输入信号相干且不使用窗口时，矢量平均才有用。当谐波或其他杂散低于噪声基底并需要测量时，使用矢量平均。

图6.矢量平均5个周期后的数据

结论

无论是进行简单的测量还是寻找隐藏的杂散，PScope都允许用户进行所需的测量。 PScope的高级功能，如功率和矢量平均，不仅允许用户评估线性技术演示板上的高速ADC的性能，而且还提供了一种在需要数字信号处理的实际应用中测试ADC的简单方法。 PScope是一个功能强大的工具，具有许多功能，有助于简化设计过程，使客户可以花更多时间设计系统而不是评估ADC。