用超高純度的正弦波振蕩器測(cè)試18位ADC

　　關(guān)鍵是要從LED偏移中消除與振蕩器相關(guān)的信號(hào)分量，以維持低的失真。任何這類殘留成分都會(huì)調(diào)制振蕩器的波幅，從而引入不純凈的頻率分量。帶寬限制的AGC信號(hào)路徑有很好的濾波。

　　Q1基極大的RC時(shí)間常數(shù)提供了一個(gè)陡峭滾降的最終響應(yīng)。Q1的射極電流表明，10mA總電流中有大約1nA振蕩器相關(guān)紋波，這小于0.1ppm (圖3)。振蕩器只需要一只100Ω電位器就能實(shí)現(xiàn)這個(gè)性能。這個(gè)調(diào)節(jié)符合圖2中的說(shuō)明，并確定了AGC捕捉區(qū)間的中點(diǎn)。

　　振蕩器的失真

　　驗(yàn)證振蕩器的失真需要復(fù)雜的測(cè)量技術(shù)。如果試圖用傳統(tǒng)的失真分析儀去測(cè)量，就會(huì)遇到一些限制，哪怕采用了高端機(jī)型。示波器可以用于顯示分析儀輸出端的殘留失真(圖4)。對(duì)于任何與振蕩器有關(guān)的信號(hào)活動(dòng)，放大器的本底背景都顯示出微弱的噪聲與不確定性。

　　惠普公司的HP-339A分析儀給出了18ppm的最小可測(cè)失真。圖中顯示儀器讀數(shù)為9ppm，這超出了設(shè)備的規(guī)格，因此高度存疑。測(cè)得的失真等于或接近于設(shè)備極限時(shí)，會(huì)產(chǎn)生顯著的不確定性，接近于設(shè)備極限的失真測(cè)量很難有令人滿意的結(jié)果(參考文獻(xiàn)1)。

　　要對(duì)振蕩器失真做有意義的測(cè)量，就需要使用低不確定性本底的專用分析儀。Audio Precision公司的2722分析儀有最大2.5ppm的THD+N (總諧波失真+噪聲)，典型THD+N為1.5ppm。該儀器對(duì)振蕩器的THD做了三次測(cè)量，得出的THD值為：在3ppm、5.8ppm和2.4ppm時(shí)分別為 -110dB、-105dB和-112dB(圖5)。這些測(cè)量結(jié)果為將該振蕩器用于確定ADC保真度特性提供了信心。

　　ADC測(cè)試

　　在測(cè)試ADC時(shí)，將振蕩器輸出連接到ADC的輸入放大器上。測(cè)量的是ADC與ADC輸入放大器聯(lián)合產(chǎn)生的失真。然后用一臺(tái)計(jì)算機(jī)檢查ADC的輸出，它量化表示出了頻譜誤差的分量(圖6)。

　　從凌力爾特技術(shù)公司網(wǎng)站上可以下載到用于測(cè)量的代碼，并獲得輸入放大器、ADC、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集，以及時(shí)鐘電路板。相關(guān)部件包括：一只晶振、凌力爾特技術(shù)公司的LT6350放大器、LTC1279 ADC、DC718接口卡以及能夠驅(qū)動(dòng)50Ω的任何一種穩(wěn)定的低相位噪聲3.3V時(shí)鐘。

　　計(jì)算機(jī)顯示的內(nèi)容包括時(shí)域的信息，給出了定位于轉(zhuǎn)換器工作區(qū)間中心的偏移正弦波。它還顯示了詳細(xì)的列表讀數(shù)，以及一個(gè)指示出頻譜誤差分量的傅里葉變換。待測(cè)的放大器/ADC組合產(chǎn)生-111 dB的二次諧波失真，大約為2.8 ppm。較高頻的諧波遠(yuǎn)低于這個(gè)水平，表明ADC及其輸入放大器都工作正常，并處于規(guī)格范圍內(nèi)。諧波抑制可能出現(xiàn)在振蕩器與放大器/ADC組合之間，這就要求對(duì)放大器/ADC樣品做多次測(cè)試，增加對(duì)測(cè)量的信心。

　　參考文獻(xiàn)

　　1. Williams, Jim, “Bridge Circuits: Marrying Gain and Balance,” Application Note 43, Linear Technology, June 1990.