如何量化高速ADC转换误差率的频率和幅度
记录其中的成功次数,这与上述CER测试方法相似。记录到的任何样本如超出根据理想值算得的误差限值,就会被视为真正的码错误。
图6. 利用ADC样本与理想输出码相比较的长期直方图,我们可以检测任何超出计算限值的偏差。该直方图类似于泊松分布图。
系统
懂得单个转换器的CER之后,我们便可计算一个包含许多转换器的高级同步系统的误差率。许多系统工程师会问:在一个使用大量ADC的大型复杂系统中,累积ADC转换误差率将是多少?
因此,对于高级多信号采集系统,第二考虑事项就是确定一系列(而不是某一个)转换器的转换误差率。乍看之下,这似乎是一个令人怯步的任务。幸运的是,测得或算得单个ADC的CER之后,将此误差率外推到多个ADC并不是那么困难。这样,函数就变成基于系统所用转换器数目的概率扩张方程。
首先,求出单个转换器不发生错误的概率。它仅比1略小一点,即1减去误差率值(1–CERSINGLE)。其次,系统中有多少个ADC,便将该概率自乘多少次,即(1–CERSINGLE)#ADCs
最后,将1减去上述值,便可得出系统会出错的误差率。我们得到以下方程:
CERMULTIPLE =1-(1–CERSINGLE)#ADCs
考虑一个使用99个ADC,单个ADC的CER为10-15的系统。
1 – CERSINGLE = 0.999****999999CERMULTIPLE = 1 – (0.999****999999) 99= 9.899****99951****00000799095 × 10–14 (~about 10–13)
可以看出,现在的CERMULTIPLE值几乎比CERSINGLE(10-15)大100倍。由此可以得知,含有99个ADC的系统的转换误差率大致等于单个ADC的CER乘以系统中的ADC数量。从根本上说,它高于单个ADC的转换误差率,既受单个ADC转换误差率的限制,也受系统所用转换器数量的限制。因此,我们可以得出结论:包含许多ADC的系统与单个ADC相比,总转换误差率会显著提高。
图7. 使用多个转换器的系统的CER正比于单个转换器的CER乘以ADC数量。
确定ADC转换误差可能很困难,但仍是可实现的。第一步是确定系统中的转换误差大致有多大。然后需要确定一组适当的有界误差限值,包括预期ADC操作的非线性良性源。最后,特定测量算法可实现大部分或全部测试。测量结果可外推到测试界限之外,以获得额外的近似。
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