A/D轉換器的保真度測試檢驗純度

　　引言

　　對正弦波進行精確數字化的能力是高分辨率A/D轉換器保真度的一項敏感度測試。該測試需要一個具接近1ppm殘留失真分量的正弦波發生器。此外，還需要一個基于計算機的A/D輸出監視器，用于讀取和顯示轉換器輸出頻譜成分。若想以合理的成本和復雜程度來實施此項測試，就必需進行其元件的設計并在使用之前完成性能驗證。

　　概要

　　圖1給出了系統的示意圖。一個低失真振蕩器通過一個放大器來驅動A/D。A/D輸出接口對轉換器輸出進行格式化，并與負責執行頻譜分析軟件和顯示結果數據的計算機進行通信?！　?/p>

 

　　振蕩器電路

　　振蕩器是系統中難度最大的電路設計部分。為了對18位A/D進行有意義的測試，振蕩器的不純度必須超低，而且這些特性必須采用獨立的方法加以驗證。圖2基本上是一款“全反相”2kHz維氏(Wien)電橋設計(A1-A2)，其在哈佛大學Winfield Hill所做研究工作的基礎上進行。原始設計的J-FET增益控制被一個LED驅動的CdS光電管隔離器所替代，從而消除了由J-FET電導率調制引起的誤差，同時也就不必為最大限度地減少這些誤差而進行微調。限帶的A3負責接收A2輸出和DC失調偏置，并通過一個2.6kHz濾波器提供輸出以驅動A/D輸入放大器。用于A1-A2振蕩器的自動增益控制(AGC)信號由負責給整流器A5-A6饋電的AC耦合A4從電路輸出(“AGC檢測”)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使該數值與LT1029基準保持平衡。驅動Q1的A7通過設定LED電流(因而還包括CdS光電管電阻)來閉合增益控制環路，從而穩定振蕩器輸出的幅度。盡管這會衰減A3和輸出濾波器的帶限響應，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A7環路閉合動態特性提出了要求。確切地說，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，可產生顯著的相位延遲。A7上的一個1μF主極點和一個RC零點一起提供了該延遲，從而實現了穩定的環路補償。這種方法用簡單的RC滾降濾波器取代了嚴密調諧的高階輸出濾波器，從而在保持輸出幅度的同時最大限度地降低了失真?！　?/p>