基于93000 ATE的高速高分辨率ADC动态参数测试

基于Verigy 93000 ATE,采用外挂高性能晶振和射频信号源的测试方案,实现了11位分辨率AD80141最高400 MHz输入信号的测试。结果表明,输入信号为140 MHz以下时,SNR测试值与目标值相差不到1 dB;输入信号为300 MHz、400 MHz时,SNR测试值分别达到59.46dB和57.03 dB。     

超高速模数转换器研究进展

光通讯、5G和毫米波通信等应用系统的快速发展对ADC的采样速率和输入信号带宽提出了更高的要求。受到功耗和工艺器件的限制,传统流水线型高速高精度ADC的采样速率和精度已接近瓶颈,无法满足高速通信系统的信号采样需求,需要更新颖的超高速ADC结构和设计技术。文章介绍了近年来超高速ADC在工艺和设计技术方面的研究进展,详细分析了近年来基于时域交织技术和FinFET工艺进行超高速ADC设计的研究成果和发展动态。     

关于ADC测试平台的探讨

介绍了ADC动态指标测试的常用方法和测试平台的基本组成,着重分析了对ADC性能测试时,输入采样时钟抖动对ADC动态性能的影响。同时还对测试信号频率和幅度的选择以及供电电源的指标与ADC动态的关系进行了详细分析。ADC测试平台的研究,对于ADC板卡设计及动态性能测试有一定的指导意义。     

高精度ADC有效精度的测试方法

采用IEEE标准提供的方法对ADC测试,要求信号源的精度比被测ADC的精度高。对于高精度ADC,需要更高精度的信号源。如果没有这种更高精度的信号源,就不能准确测出ADC的精度。给出了一种不需要信号源、只利用电路本身的热噪声作为被测ADC的输入信号,对ADC的输出进行FFT分析,求出噪声,求出有效精度的方法。这种测试方法速度快且准确,而且不需要高精度信号源。另外,通过一个实例对这种测试方法进行了验证。     

基于V93000的SoC中端口非测试复用的ADC和DAC IP核性能测试方案

 SoC(System-on-a-Chip)芯片设计中,由于芯片测试引脚数目的限制以及基于芯片性能的考虑,通常有一些端口不能进行测试复用的IP(Intellectual Property)核将不可避免地被集成在SoC芯片当中.对于端口非测试复用IP核,由于其端口不能被直接连接到ATE(Automatic Test Equipment)设备的测试通道上,由此,对端口非测试复用IP核的测试将是对SoC芯片进行测试的一个重要挑战.在本文当中,我们分别提出了一种基于V93000测试仪对端口非测试复用ADC(Analog-to-Digital Converter)以及DAC(Digital-to-Analog Converter)IP核的性能参数测试方法.对于端口非测试复用ADC和DAC IP核,首先分别为他们开发测试程序并利用V93000通过SoC芯片的EMIF(External Memory Interface)总线对其进行配置.在对ADC和DAC IP 核进行配置以后,就可以通过V93000捕获ADC IP 核采样得到的数字代码以及通过V93000 采样DAC IP 核转换得到的模拟电压值,并由此计算ADC以及DAC IP 核的性能参数.实验结果表明,本文分别提出的针对端口非测试复用ADC以及DAC IP 核测试方案非常有效.     

用于14位210 MS/s电荷域ADC的采样保持前端电路

该文提出一种用于电荷域流水线模数转换器(ADC)的高精度输入共模电平不敏感采样保持前端电路。该采样保持电路可对电荷域流水线ADC中由输入共模电平误差引起的共模电荷误差进行补偿。所提出的高精度输入共模电平不敏感采样保持电路被运用于一款14位210 MS/s电荷域ADC中,并在1P6M 0.18 μm CMOS工艺下实现。测试结果显示,该14位ADC电路在210 MS/s条件下对于30.1 MHz单音正弦输入信号得到的无杂散动态范围为85.4 dBc,信噪比为71.5 dBFS,而ADC内核功耗仅为205 mW,面积为3.2 mm2。     

一款具有新颖的采样保持电路应用于脉冲式超宽带技术的欠采样型模数转换器

本文提出了一款基于CMOS 0.13um,具有新颖的采样保持电路,应用于脉冲式超宽带接收机的欠采样型模数转换器.本文主要的难点在于实现拥有远远高于奈奎斯特频率的输入信号的欠采样型模数转换器。根据我们的了解,本文是当今第二次提出当采样时钟大约在1.056GHz,输入信号超过4GHz的欠采样型模数转换器。电路设计中,我们提出了一款新颖的采样保持电路,解决了信号幅度的衰减和高频输入信号线性度的问题。一款使用零静态功耗动态失调校准比较器被进一步优化,实现了失调,速度以及功耗的要求。测试结果显示,当采样频率为1.056GHz,输入信号高达4.2GHz时,SFDR 为30.1dB。不包括缓冲器,ADC的功耗为30mW,芯片面积为0.6mm2.ADC的FoM是3.75pJ.     

下一代光传输系统中超高速ADC芯片性能测试方法

针对下一代光传输系统对模数转换器（ADC）高采样率、大带宽的要求,提出一种针对该类ADC动态性能的测试方法.通过分析光传输系统中ADC芯片的特点,解决了采样时钟无法直接测量,输出数据难以捕获,分辨率不易统计,插损非线性导致带宽测量偏差等问题,并将该方法应用于光传输、雷达、卫星等高数据率场景所用超高速ADC芯片的评测中.测试结果表明,该方法解决了最高采样率70GSPS带宽16GHz的超高速ADC测试的关键问题,基本满足下一代400Gbps光传输系统对ADC动态性能测试的要求.     

一种新型无人机高分SAR 信号非均匀混合采样技术

无人机高分辨合成孔径雷达(SAR)系统具有较大的信号频率带宽,根据奈奎斯特采样定律,雷达接收机需要超高速采样的ADC芯片。由于超高速采样率的ADC芯片的采样量化位数较低、功耗较高、成本昂贵,直接采用超高速采样ADC芯片对无人机高分辨率SAR回波信号进行采样接收不是最优方法。文中提出一种新型的非均匀混合采样技术用于对无人机高分辨率SAR回波信号进行采样接收,通过优化无人机SAR系统的信号收发时序,利用325 Msps采样率的ADC芯片即可对频率带宽为2 GHz的雷达回波信号进行采样接收,保证雷达回波的相位扰动与旁瓣电平满足应用需求。仿真实验表明:2 GHz带宽的Ku-SAR系统的回波信号能被采样率为325 Msps的ADC芯片完好采样接收,成像分辨率优于0. 2 m,旁瓣电平控制在-13 dB以下。     

基于Verigy 93000的GMH 92 LV 18全参数测试技术

以GMH 92 LV 18为研究对象,研究了其功能与全参数测试方法,重点研究并形成了与该器件相关的功能测试方法、异步信号处理技术、信号的稳定生成技术、程控动态负载测试技术和时间参数测试技术,并给出了在Verigy 93000测试系统上的实测波形图。对Verigy 93000测试系统上的器件测试、LVDS器件测试及高速信号测试均具有借鉴意义。     

基于VX1937的VGA／TV转换器的设计与实现

为了将PC机输出的VGA视频信号转换成适合普通电视标准的电视信号,设计了一款基于VX1937数字视频处理器的VGA/TV转换器。该系统根据VGA信号的刷新频率对一帧VGA运行扫描视频信号进行A／D采样,并经过缓冲、箝位,缓存在外部SDRAM中,经奇偶场重组和场内的数据插值处理后,在输出端经过D／A转换器转换为模拟视频信号。与传统的转换器相比．该系统支持多种分辨率,具有内建OSD功能。该系统具有无需软件支持、运行可靠、操作简单等特点。在飞机座舱VGA／TV转换器的设计实验中获得了质量较好的PAL制式标准电视视频信号。实验证明．该系统最高可将1024×768（60Hz）的真彩色逐行图像转换成NTSC或者PAL制式的视频信号,具有较高的应用价值．     

Photonic A/D conversion using low-temperature-grown GaAs MSM switches integrated with Si-CMOS

By linking the unique capabilities of photonic devices with the signal processing power of electronics, photonically sampled analog-to-digital (A/D) conversion systems have demonstrated the potential for superior performance over all-electrical A/D conversion systems. We adopt a photonic A/D conversion scheme using low-temperature (LT)-grown GaAs metal-semiconductor-metal (MSM) photoconductive switches integrated with Si-CMOS A/D converters. The large bandwidth of the LT GaAs switches and the low timing jitter and short width of mode-locked laser pulses are combined to accurately sample input frequencies up to several tens of gigahertz. CMOS A/D converters perform back-end digitization, and time-interleaving is used to increase the total sampling rate of the system. In this paper, we outline the development of this system, from optimization of the LT GaAs material, speed and responsivity measurements of the switches, bandwidth and linearity characterization of the first-stage optoelectronic sample-and-hold, to integration of the switches with CMOS chips. As a final proof-of-principle demonstration, a two-channel system was fabricated with LT GaAs MSM switches flip-chip bonded to CMOS A/D converters. When operated at an aggregate sampling rate of 160 megasamples/s, the prototype system exhibits /spl sim/3.5 effective number of bits (ENOB) of resolution for input signals up to 40 GHz.     

An overview of sigma-delta converters

Using sigma-delta A/D methods, high resolution can be obtained for only low to medium signal bandwidths. This article describes conventional A/D conversion, as well as its performance modeling. We then look at the technique of oversampling, which can be used to improve the resolution of classical A/D methods. We discuss how sigma-delta converters use the technique of noise shaping in addition to oversampling to allow high resolution conversion of relatively low bandwidth signals. We examine the use of sigma-delta converters to convert narrowband bandpass signals with high resolution. Several parallel sigma-delta converters, which offer the potential of extending high resolution conversion to signals with higher bandwidths, are also described     

声表面波射频识别系统的FMCW信号源设计

频率调制连续波(FMCW)的产生(即FMCW信号源)是声表面波射频识别系统频域采样阅读器的重要组成部分。为了满足扫频速度、带宽和线性度等要求,采用直接数字频率合成器(DDS)与锁相环(PLL)混频,并结合IQ调制的方式设计了超高频FMCW信号源。实际制作了信号源电路,DDS芯片输出I、Q两路正交信号,并分别以差分形式传输至IQ调制芯片进行上变频。测试了DDS输出信号的差分、正交特性,分别对信号源产生的单频信号和扫频信号进行了测试。最后搭建系统对声表面波标签进行测试。测试结果表明信号源设计的有效性。     

高速模数转换器AD9283在中频数字接收机中的应用

AD9283是AD公司生产的8 bit高速A/D,输入带宽达475 MHz,最高抽样速率为100 MS/s.高性能、低功耗等使其应用于小信号模数转换.为了将其应用于S波段遥测中频数字接收机中,研究了AD9283工作原理和典型应用.介绍了AD9283的主要特点及典型应用电路,给出了其应用,其中A/D采样基于带通采样定理,这样就降低了后级信号处理难度,介绍了基于史密斯圆图法的A/D输入阻抗匹配电路设计,并给出了几个中频频点的匹配参数,最后指出了AD9283在实际应用过程中应注意问题.     

Time interleaved optical sampling for ultra-high speed A/Dconversion

A scheme is proposed for increasing the sampling rate of analogue-to-digital conversion by more than an order of magnitude by combining state-of-the-art A/D converters with photonic technology. Ultra-high speed sampling is performed optically by a multiwavelength pulse train. Wavelength demultiplexers convert the high repetition rate data stream of samples into parallel data streams that can be handled by available electronic A/D converters     

Zero-Crossing-Based Ultra-Low-Power A/D Converters

Since the first demonstration of a comparator-based switched-capacitor circuit, analog-to-digital (A/D) converters based on virtual ground detection have made steady and significant progress. Comparators have been replaced by zero-crossing detectors, leading to the development of zero-crossing based circuits for faster speed and lower power. All facets of performance including the sampling rate, effective number of bits, noise floor, and figure-of-merit have improved substantially. This paper focuses on recent implementations of zero-crossing based A/D converters and discusses the technical issues unique to these A/D converters as well as solutions that have been developed to improve their performance and practicality. A series of prototype designs whose performance ranges from 8 bit, 200 MS/s to 12 bit, 50 MS/s are described. The ultimate low power potentials of these A/D converters are compared with various different types of complementary metal–oxide–semiconductor A/D converters from a fundamental thermal noise standpoint.      

一种基于FPGA的超宽带雷达数字接收机

脉冲超宽带雷达回波信号由于带宽大而难以直接采样,文中设计并实现了一种基于FPGA的数字式脉冲超宽带雷达接收机。该接收机利用FPGA内嵌锁相环产生特定频率的时钟,驱动四路10 bit ADC器件,根据回波信号在一段时间内呈准静态及周期性的特点,实现了四通道时域伪随机等效采样。仿真及测试结果表明,该数字式脉冲超宽带雷达接收机等效采样速率可达10 GS/s,可有效接收雷达回波信号,满足脉冲超宽带雷达的应用需求。