A→D 轉換器的保真度測試 檢驗純度

振蕩器僅通過一次微調便實現(xiàn)了其性能。該調整 (其確定了 AGC 捕獲范圍的中心) 是按照原理圖注釋設定的。

驗證振蕩器失真

驗證振蕩器失真需要采用精細的測量方法。嘗試采用傳統(tǒng)失真分析儀 (甚至是高級型分析儀) 來測量失真會遭遇局限性。圖 4 示出了振蕩器輸出 (掃跡 A) 及其在分析儀輸出端上的殘留失真指示 (掃跡 B)。在分析儀的噪聲層和不確定性層中，振蕩器相關動作的輪廓描繪是模糊不清的。測試中使用的 HP-339A 規(guī)定了一個 18ppm 的最小可測量失真;這張照片在拍攝時儀器的指示為 9ppm。這超過了規(guī)格指標而且非常可疑，因為在測量失真時如果達到或接近了設備的性能極限，就會帶來顯著的不確定性2。假如要對振蕩器失真進行有意義的測量，則必需使用不確定層非常低和精致的專業(yè)型分析儀。規(guī)定了 2.5ppm 總諧波失真 + 噪聲 (THD + N) 限值 (典型值為 1.5ppm) 的 Audio Precision 2722 提供了圖 5 中的數(shù)據(jù)。如該圖所示，總諧波失真 (THD) 為 -110dB，即大約 3ppm。圖 6 (使用相同的儀器獲得) 示出的 THD + N 為 105dB，即 5.8ppm 左右。在圖 7 所示的最終測試中，分析儀確定了振蕩器的頻譜成分 (以三次諧波為主導，位于 -112dB，即大約 2.4ppm)。這些測量值使人們有信心把該振蕩器應用于 A→D 保真度特性分析中。

圖 4：HP-339A 失真分析儀在其分辨率限值范圍外工作會給出有誤導的失真指示 (掃跡 B)。分析儀輸出包含了振蕩器和儀器特征的不確定組合，不可作為判定依據(jù)。掃跡 A 是振蕩器輸出

圖 5：Audio Precision 2722 分析儀測得的振蕩器 THD 為 -110dB，大約 3ppm

圖 6：AP-2722 分析儀測得的振蕩器 THD + N ≈ -105dB，大約 5.8ppm

圖 7：AP-2722 頻譜輸出顯示三次諧波的峰值為 -112.5dB，≈ 2.4ppm

A→D 測試

A→D 測試通過其輸入放大器將振蕩器輸出發(fā)送至 A→D。此項測試測量了由輸入放大器 / A→D 組合所產(chǎn)生的失真分量。A→D 輸出由計算機來檢查，計算機將以定量的方式把頻譜誤差分量指示在圖 8 的顯示界面中3。該顯示界面包含了時域信息 (其示出了集中于轉換器工作范圍內(nèi)的偏置正弦波)、一個富里葉變換 (指示了頻譜誤差分量) 和詳細的表列讀數(shù)。被測試的 LTC®2379 18 位 A→D / LT6350 放大器組合產(chǎn)生了 -111dB (約 2.8ppm) 的二次諧波失真，而較高頻率的諧波則遠低于該水平。這表明 A→D 及其輸入放大器處于正確的運作狀態(tài)和規(guī)格范圍之內(nèi)。要想實現(xiàn)振蕩器與放大器 / A→D之間的諧波消除，則必需測試多個放大器 / A→D 樣本以增加測量的置信度4。

圖 8：圖 1 所示測試系統(tǒng)的部分顯示包括時域信息、富里葉頻譜曲線圖以及詳細的表列讀數(shù) (針對由 LT6350 放大器驅動的 LTC2379 18 位 A→D)

注 1：這有c類似于使食物通過絞肉機來制作濃湯。

注 2：在或接近設備性能限制的條件下進行的失真測量充滿了令人不快的驚訝。請參見《LTC 應用指南 43》 “橋式電路” (Bridge Circuit) 附錄 D “了解失真測量”(Understanding Distortion Measurements)，作者是 Audio Precision 公司的 Bruce Hofer。