作者介紹

往期推薦

德思特測試測量：一文帶您了解如何進行ADC&DAC精度測試

經過往期文章的介紹，有不少讀者希望深入了解德思特ATX測試系統具體是如何執行ADC性能測試的。

本文將詳細闡述如何利用該系統進行精確的ADC靜態參數測試。我們將以斜坡測試（Ramp test）這一典型測試流程為例，指導您高效地使用我們的ATX測試系統來完成這一關鍵任務。

在今天的文章中我們將先介紹ADC靜態參數測試中的“測試適用性”以及“硬件準備”兩部分內容。

一、確認測試適用性

在進行本測試之前，首先需要確認我們的待測ADC是否適用于斜坡測試。斜坡測試特別適用于中低速采樣率且精度要求較高的ADC。此測試旨在精確評估ADC的靜態轉換性能，其涵蓋的關鍵參數包括增益誤差（Gain Error）、失調誤差（Offset Error）、積分非線性（INL）、微分非線性（DNL）以及總未調整誤差（TUE）等。

斜坡測試的核心在于利用精密的時鐘控制系統來準確調控測試時序。首先，信號發生器（AWG）輸出一個已知的測試電壓值，隨后ADC對這個電壓進行轉換，測試系統再記錄下其數字輸出。這一過程會循環進行，直到測試電壓遍歷整個ADC輸入范圍。這樣做的好處在于我們可以確保每個ADC輸出編碼都與AWG的實際輸出電壓一一對應。建立這種映射關系后，我們就能繪制出ADC的實際轉換曲線。

通過將實際轉換曲線與理想轉換曲線進行對比和詳細分析，我們能夠以最貼近參數定義的方式計算出各種關鍵的性能參數。這種方法不僅確保了測試結果的精確性，而且提供了一種直觀的方式來理解和評估ADC的實際性能。

此外，同樣用于測試ADC靜態參數的測試方法還有直方圖測試法，我們經常聽到客戶詢問這兩種方法各自的優點。為了解答這個問題，筆者特別制作了一個對比表格，以幫助您更好地理解它們的不同之處。

鑒于斜坡測試法能夠提供更精確的數據和豐富的分析信息，行業內的工程師通常會在測試系統（尤其是其中的AWG）精度和采樣率性能足夠時，優先選擇這種測試方法。斜坡測試法還能夠減少所需的采樣點數量，從而一定程度上縮短測試時間，提升整體的測試效率。

以往，工程師們有時候會因為斜坡測試法涉及復雜的控制流程和龐大的計算量而感到猶豫，從而傾向于建立直方圖測試系統。然而，隨著德思特ATX測試系統的推出，所有的控制步驟和運算算法都被打包集成到系統當中，對用戶工程師實現了一鍵操作式自動化。這使得工程師們可以輕松地進行斜坡測試，無需擔心底層的技術細節。

通過介紹簡化后的斜坡測試過程，我們希望為讀者展示德思特ATX系統對ADC性能測試帶來的便利，這也是本文選擇斜坡測試作為例子的重要原因。

二、硬件準備

眾所周知，良好的開端是成功的一半。但在硬件準備階段，許多工程師曾面臨重重挑戰：傳統的硬件準備過程繁瑣，通常涉及參數預估、測試儀器選型、儀器配合驗證、控制軟件編程調試以及測試樣品配套附件設計與制作等多個復雜步驟。這一連串的準備工作不僅費時費力，還容易出錯。

1.儀器部分準備

現在，借助德思特ATX系統，這一切變得異常簡單。正如我們之前的文章所介紹，用戶只需根據其待測ADC的特點選擇相應的系統功能模塊，之后便可以坐享其成。我們的專業團隊會負責整體交付，確保您收到的是一套隨時可以投入使用的測試儀器，讓復雜的儀器準備部分變得輕而易舉。

2.待測部分準備

一旦儀器部分準備就緒，用戶便能將全部精力投入到測試芯片載板的設計上。事實上，我們的系統通過集成必要的數字IO、待測供電和高精度參考電壓源等硬件，已經大幅簡化了測試載板的設計過程，工程師不再需要在載板上設計額外的電路來滿足這些功能需求。此時，測試載板的核心工作，其實已只剩下一項了：負責將待測芯片的引腳連接到相應規格的連接器，以便與我們系統附帶的線纜進行連接。

接下來，我們以ADI公司推出的AD7671作為待測ADC示例，給出測試載板的最簡版本原理圖，該ADC是一顆單端電壓輸入、1通道、量程可選、SPI通訊、采樣率最高1 MSPS、分辨率為16位的ADC。此處我們設參考電壓為2.5V，并且ADC選用±2倍REF電壓的量程模式，也就是說理想輸入電壓范圍是±5V。

從上圖可以看出，載板最核心的原理圖非常簡單，這使得我們的工程師能夠以極高的效率完成設計及Layout工作，從而顯著縮短了測試載板的準備時間。在實際應用中，為了提高測試的靈活性和全面性，確保UUT的各個功能和工作模式得到充分驗證，我們在最終版本的載板設計中加入了額外的繼電器以及保護電路和相關IC。這些繼電器的主要功能是將AWG的信號通過不同路徑引導至待測ADC的引腳，而AD7671正是依靠這種機制來實現輸入量程的靈活切換。最終版本的載板實物圖如下：

對應的原理圖以及更多相關資料請聯系德思特獲取

值得一提的是，我們在集成繼電器的同時，避免了增加額外的邏輯控制芯片。這是因為德思特ATX系統內置的DIO模塊已經前瞻性地考慮到了這種擴展需求，它原生提供了8個靜態數字輸出通道。通過將這些靜態通道與適當的MOS管相結合，我們能夠輕松驅動測試載板上的繼電器。此外，這些靜態數字通道還可以直接連接到被UUT的功能設置引腳上，從而靈活地改變UUT的工作狀態。這種設計不僅提高了系統的靈活性，還簡化了電路的復雜性，增強了整體的可靠性和可維護性。

END

以上就是ADC靜態參數測試中的“測試適用性”和“硬件準備”的內容，在下期文章中我們將為您介紹測試的“軟件配置”以及“開始測試和查看結果”的內容。

審核編輯 黃宇