一种adc的dnl性能测试系统及方法
技术领域
1.本发明涉及adc性能测试技术领域，特别涉及一种adc的dnl性能测试系统及方法。
背景技术：
2.adc即模数转换器是模拟信号和数字信号连接的桥梁，主要作用是将连接的模拟信号转换为数字形式的离散信号。真实世界的模拟信号，例如：温度、压力、声音或图像，需要转换成更容易储存、处理和发射的数字形式，adc即可以实现以上功能。
3.高精度adc的性能测试一直是困扰adc采购厂家的难题，特别是对dnl(微分非线性)的测试更是性能测试的难点，同时dnl性能参数又是衡量adc的重要性能指标。dnl定义为实际量化台阶与对应于1lsb（最小有效宽度）的理想值之间的差异。对于一个理想adc，其dnl为0lsb；若dnl》1lsb则adc就丢失码值，对adc性能产生非常大的影响。dnl目前主流用法是用正弦波来进行测试，而因为正弦波的特性，导致adc需要采样很多周期、花费很多时间才能测试完整的dnl。
4.因此，如何实现对adc的高精度dnl性能测试，并降低测试时间和费用，成为本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现要素：
5.鉴于上述问题，本发明提出了一种至少解决上述部分技术问题的adc的dnl性能测试系统及方法，在有效降低测试时间和成本的前提下，可实现对adc的高精度dnl性能测试。
6.本发明实施例提供一种adc的dnl性能测试系统，包括：信号发生器、adc芯片和pc机；所述信号发生器用于输出三角波，并将所述三角波输入至所述adc芯片的输入控制角；所述pc机用于接收所述adc芯片发送的采样数据，并对所述采样数据进行分析，计算所述adc芯片各个码值的dnl。
7.进一步地，还包括：adc采样板；所述adc采样板用于对所述adc芯片进行初始化，并接收所述pc机的采样命令，控制所述adc芯片进行采样。
8.进一步地，所述adc采样板还用于接收所述adc芯片发送的采样数据，并将所述采样数据发送至所述pc机。
9.进一步地，所述信号发生器输出0.1hz的三角波。
10.本发明实施例还提供一种adc的dnl性能测试方法，适用于如上述任一项所述的一种adc的dnl性能测试系统，该方法包括：通过信号发生器输出三角波，并将所述三角波输入至adc芯片的输入控制角，生成采样数据；通过pc机接收所述采样数据，并对所述采样数据进行分析，计算所述adc芯片各个
码值的dnl。
11.进一步地，还包括：通过adc采样板对所述adc芯片进行初始化；通过所述adc采样板接收所述pc机的采样命令，控制所述adc芯片进行采样。
12.进一步地，还包括：通过所述adc采样板接收所述adc芯片发送的采样数据，并将所述采样数据发送至所述pc机。
13.进一步地，通过所述信号发生器输出的三角波的频率为0.1hz。
14.本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：本发明实施例提供的一种adc的dnl性能测试系统，包括：信号发生器、adc芯片和pc机；信号发生器用于输出三角波，并将三角波输入至adc芯片的输入控制角；pc机用于接收adc芯片发送的采样数据，并对采样数据进行分析，计算adc芯片各个码值的dnl。该系统使用三角波，可花费较少时间即可计算出一个高精度adc所有码值的dnl参数，提高了工作效率。在有效降低测试时间和成本的前提下，实现了对adc的高精度dnl性能测试。
15.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
16.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
17.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1为本发明实施例提供的adc的dnl性能测试系统的结构框图。
具体实施方式
18.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
19.本发明实施例提供一种adc的dnl性能测试系统，参照图1所示，包括：信号发生器、adc芯片和pc机；信号发生器用于输出三角波，并将三角波输入至adc芯片的输入控制角；pc机用于接收adc芯片发送的采样数据，并对采样数据进行分析，计算adc芯片各个码值的dnl。
20.本实施例提供的adc的dnl性能测试系统，使用三角波，可花费很少的时间即可计算出一个高精度adc所有码值的dnl参数，提高了工作效率。
21.其中，微分非线性(dnl)是指adc中任意两个相邻码之间所测得电压变化值与理想的1lsb变化值之间的差异。lsb即最小有效宽度，lsb=v_range/2^n；v_range为adc测量的电压范围单位（v），n为adc芯片的采样精度位数。比如，一款16位精度adc芯片采样电压范围为
+-5v，则v_range为10v，该芯片lsb=10/2^16v=152.57（uv）。
22.可选地，信号发生器输出0.1hz的高精度三角波，可使用siglent公司的sdg2122x信号发生器或者更高精度的信号发生器。
23.具体地，dnl的计算需要测量adc每个码值对应的起始电压和终止电压，在实际测试中，很难找到精确到uv的电压源，而且使用该测试方式需要花费大量的时间。比如，一个码值需要花费1秒钟，则一个16位adc测试完成需要的时间为65536秒，即大概18个小时。而本实施例使用0.1hz的4vpp三角波做为信号源，则波形电压上升斜率为k=4v*0.1hz*2=0.8（v/s）；一个理想lsb传输时间为t_conv=lsb/k，即在该理想时间点内adc完成了码值的变化，以ad7606为例，t_conv=152.57uv/0.8=190.7us=0.0001907（s）。
24.具体地，还包括adc采样板，用于为adc芯片进行初始化，接收pc机采样命令，并向pc发送采样数据。pc机负责控制adc采样板，发送采样开始命令至adc采样板，接收adc采样板发送的采样数据。pc机使用算法过滤信号发生器的完整波形数据，再利用算法计算adc芯片各个码值的dnl。
25.adc芯片以rate的速度采样10秒数据周期，截取一个完整的上升波形或者完整的下降波形，pc机统计截取波形内每个码值出现的次数为num。
26.则dnl=num/(t_conv*rate)-1，以ad7606为例，以200k的速度进行采样10秒周期，某个码值出现了43次，则该码值的dnl=43/(0.0001907*200000)-1=0.0913。以该种方式测试一个adc全部码值的dnl花费的时间小于1分钟。
27.进一步地，三角波频率在信号发生器精度不受影响的前提下，还可以采用其他频率，本实施例对其不作限定。
28.可见，通过本实施例提供的adc的dnl性能测试系统，通过高精度的三角波发生器（信号发生器）发出三角波，花费很少的时间即可计算出一个高精度adc所有码值的dnl参数，提高了工作效率。在有效降低测试时间和成本的前提下，可实现对adc的高精度dnl性能测试。
29.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种adc的dnl性能测试方法，由于该方法所解决问题的原理与前述adc的dnl性能测试系统相似，因此该方法的实施可以参见前述系统的实施，重复之处不再赘述。
30.本发明实施例还提供了一种adc的dnl性能测试方法，包括：通过信号发生器输出三角波，并将三角波输入至adc芯片的输入控制角，生成采样数据；通过pc机接收采样数据，并对采样数据进行分析，计算adc芯片各个码值的dnl。
31.进一步地，还包括：通过adc采样板对adc芯片进行初始化；通过adc采样板接收pc机的采样命令，控制adc芯片进行采样。
32.进一步地，还包括：通过adc采样板接收adc芯片发送的采样数据，并将采样数据发送至pc机。
33.具体地，通过信号发生器输出的三角波的频率为0.1hz。
34.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法
而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。
35.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。