A/D轉(zhuǎn)換器的保真度測(cè)試檢驗(yàn)純度

　　引言

　　對(duì)正弦波進(jìn)行精確數(shù)字化的能力是高分辨率A/D轉(zhuǎn)換器保真度的一項(xiàng)敏感度測(cè)試。該測(cè)試需要一個(gè)具接近1ppm殘留失真分量的正弦波發(fā)生器。此外，還需要一個(gè)基于計(jì)算機(jī)的A/D輸出監(jiān)視器，用于讀取和顯示轉(zhuǎn)換器輸出頻譜成分。若想以合理的成本和復(fù)雜程度來(lái)實(shí)施此項(xiàng)測(cè)試，就必需進(jìn)行其元件的設(shè)計(jì)并在使用之前完成性能驗(yàn)證。

　　概要

　　圖1給出了系統(tǒng)的示意圖。一個(gè)低失真振蕩器通過(guò)一個(gè)放大器來(lái)驅(qū)動(dòng)A/D。A/D輸出接口對(duì)轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行格式化，并與負(fù)責(zé)執(zhí)行頻譜分析軟件和顯示結(jié)果數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信?！　?/p>

 

　　振蕩器電路

　　振蕩器是系統(tǒng)中難度最大的電路設(shè)計(jì)部分。為了對(duì)18位A/D進(jìn)行有意義的測(cè)試，振蕩器的不純度必須超低，而且這些特性必須采用獨(dú)立的方法加以驗(yàn)證。圖2基本上是一款“全反相”2kHz維氏(Wien)電橋設(shè)計(jì)(A1-A2)，其在哈佛大學(xué)Winfield Hill所做研究工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行。原始設(shè)計(jì)的J-FET增益控制被一個(gè)LED驅(qū)動(dòng)的CdS光電管隔離器所替代，從而消除了由J-FET電導(dǎo)率調(diào)制引起的誤差，同時(shí)也就不必為最大限度地減少這些誤差而進(jìn)行微調(diào)。限帶的A3負(fù)責(zé)接收A2輸出和DC失調(diào)偏置，并通過(guò)一個(gè)2.6kHz濾波器提供輸出以驅(qū)動(dòng)A/D輸入放大器。用于A1-A2振蕩器的自動(dòng)增益控制(AGC)信號(hào)由負(fù)責(zé)給整流器A5-A6饋電的AC耦合A4從電路輸出(“AGC檢測(cè)”)獲取。A6的DC輸出表示電路輸出正弦波的AC幅度。利用終接至AGC放大器A7的電流求和電阻器來(lái)使該數(shù)值與LT1029基準(zhǔn)保持平衡。驅(qū)動(dòng)Q1的A7通過(guò)設(shè)定LED電流(因而還包括CdS光電管電阻)來(lái)閉合增益控制環(huán)路，從而穩(wěn)定振蕩器輸出的幅度。盡管這會(huì)衰減A3和輸出濾波器的帶限響應(yīng)，但從電路的輸出獲得增益控制反饋信息可保持輸出幅度。另外，它還對(duì)A7環(huán)路閉合動(dòng)態(tài)特性提出了要求。確切地說(shuō)，A3的頻帶限制與輸出濾波器A6的滯后及紋波抑制組件(在Q1的基極中)相組合，可產(chǎn)生顯著的相位延遲。A7上的一個(gè)1μF主極點(diǎn)和一個(gè)RC零點(diǎn)一起提供了該延遲，從而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的環(huán)路補(bǔ)償。這種方法用簡(jiǎn)單的RC滾降濾波器取代了嚴(yán)密調(diào)諧的高階輸出濾波器，從而在保持輸出幅度的同時(shí)最大限度地降低了失真?！　?/p>