AD性能测试平台
0赞雷达信号处理对前端AD模块的性能和正交通道一致性的要求越来越高,因此对这些特性的测试变得非常重要。
AD模块综合测试台的电路系统框图如图1所示。信号源由DDS芯片构成,产生的正弦信号经ADC后变为数字信号,再经正交变换后成为同相分量和正交分量,分别记作I路、Q路。两路数据经RAM缓存后,由FPGA读取,经USB控制电路进入PC机进行处理。

图1、AD测试台电路图
AD 模块综合测试台测试的参数有:AD模块的量化信噪比、信号比噪声加失真、总谐波失真、有效位数、无杂散动态范围、双音互调失真、零偏、正交通道幅相误差、镜像抑制比、线性调频脉压特性。
下面用到的幅度均方根的计算方法为:将采集到的信号合成复信号,再变换到频域,相应频率处的幅度即为要求的幅度均方根。
(1)量化信噪比(SNR)
该信噪比可直接计算,不需测量,计算公式为: 
式中,N为AD的位数.
(2) 信号比噪声加失真(SINAD)
信号比噪声加失真指ADC 输出端信号有效值(Asignal[rms]) 与奈奎斯特频率以下的全部噪声和谐波分量(不包括直流分量)的总有效值(Asignal[rms]) 之比,计算公式为:

(3) 总谐波失真(THD)

总谐波失真的计算公式为:式中,Vfin为基波分量;VHD-N为n 次谐波分量。镜像频率算作负一次谐波,谐波从-10-10 次(信号带外的不计入谐波)。
(4) 有效位数(ENOB)
有效位数是指在噪声和失真存在时,ADC实际可达到的位数.计算公式为:

(5) 无杂散动态范围(SFDR)
无杂散动态范围指输出信号幅度均方根(AFUNDAMENTAL [ rms] ) 与最大伪波幅度均方根之比伪波包括直流分量。
用分贝数表示: 
(6) 零偏
零偏为AD模块输入信号为零时,输出数据的平均值.
(7) 正交通道幅相误差
正交通道幅相误差包括正交通道幅度一致性误差和正交通道相位正交性误差。将采集到的正交信号In和Qn去直流得:

(8) 镜像抑制比
镜像抑制比为镜像电平分量(Aimage(rms))与信号分量(Afundamental[rms])之比。其中镜像电平分量和信号分量可在信号幅度谱中读取。
计算公式为:

(9) 线性调频脉压特性
线性调频脉压特性指设定线性调频脉冲的时宽、频宽、采样频率和脉压极性等参数后,进行海明加权,匹配滤波,显示脉压输出波形,计算主瓣宽度,主副瓣比。
