[发明专利]ADC参数测试中超量程输入与非相干采样下的信号恢复方法

说明书

本发明公开了一种ADC参数测试中超量程输入与非相干采样下的信号恢复方法，首先利用被测ADC输出信号的频域信息对被测ADC的测量周期、幅度、初始相位和直流分量进行估计，然后对削顶输出信号进行第一次重构并进行削顶处理得到重构的削顶输出信号，在被测ADC输出信号中减去第一次重构的削顶输出信号，基于剩余信号对幅度误差进行估计，然后对削顶输出信号进行第二次重构并进行削顶处理得到第二次重构的削顶输出信号，在被测ADC输出信号中第二次重构的削顶输出信号替换为未削顶相关采样输出信号，即可对非相干采样信号恢复得到相干采样信号。采用本发明对被测ADC在超量程输入与非相干采样条件下得到的采样信号进行恢复得到相干采样信号，实现ADC的精确测试。

技术领域

本发明属于ADC参数测试技术领域，更为具体地讲，涉及一种ADC参数测试中超量程输入与非相干采样下的信号恢复方法。

背景技术

模拟转换器(Analogue-To-Digital Converter，ADC)是模拟信号到数字信号的转换工具，广泛应用于各类系统的信号采集环节，是信号采集和数字信号处理系统的重要组成部分，同时也是集成电路测试系统的重要组成部分。对于集成电路测试系统来说，保证ADC参数的精确测量是非常重要的。ADC的参数包含静态参数和动态参数两大类。目前针对ADC芯片众多动态性能指标的验证，通常的测试方法是ADC的输入端输入一个完美的正弦信号，被测ADC对信号进行量化转换输出，运用离散傅里叶变换转换成频谱来分析ADC的参数指标。

IEEE 1241测试标准中要求输入信号的幅度范围要略低于被测ADC满量程范围，输入范围过大或过小均会导致动态参数测试不准确，输入范围超过被测ADC满量程范围称为超量程输入。为了避免超量程输入，就需要对输入信号幅度范围进行精准的控制，意味着对产生输入信号的测试设备精度要求高，会增加测试成本。此外还需要对输入信号进行相干采样，如果没有对输入信号进行相干采样，输出信号频谱上将出现裙边效应，基频对应的量化索引将不再是唯一索引，出现频谱泄露现象，标准条件下的参数计算公式将不再适用。

图1是超量程输入下被测ADC输出信号的频域图。图2是超量程输入下被测ADC输出信号的时域图。如图1和图2所示，这两幅图像绘制了超出满量程范围10％时被测ADC输出信号的频域图和时域图。可以看出，超量程输入时输出信号在时域上为正弦信号顶部和底部的失真，而在频域上则直接体现为大量的杂散失真。严重的杂散失真不仅掩盖了真实的谐波分量，也差点对基波的识别造成影响。这样的频谱信息显然是无法直接利用测量标准的公式进行处理的，即无法得到ADC动态参数的准确测量。

当输入信号为超量程输入而被测ADC又采用非相干采样时，会加剧以上情况。图3是超量程输入与非相干采样下的被测ADC输出信号的频域图。图4是超量程输入与非相干采样下的被测ADC输出信号的时域图。对比图2和图4可知，当输入信号为超量程输入而被测ADC又采用非相干采样时，其输出信号的时域图像差别不大，依然是在信号底部和顶部出现削顶现象。但是对比图1和图3可知在频域上，频谱不仅存在由超量程输入引起的大量杂散失真，而且出现了严重的频谱泄露现象，这个频谱信息无法进行公式计算出ADC参数。