高速模数转换器的INL和DNL特性测试

比于建立时间。

将一个数字电压表连接到模拟积分伺服环中，就可测出INL/DNL误差与输出数字量的关系（图3a,3b）。值得注意的是，在INL与输出数字量的关系曲线中，抛物线形或弓形曲线表明偶次谐波占主导地位，若曲线呈"S状，则说明奇次谐波占优。

为了消除上述方法的缺陷，可以对伺服环中的积分单元加以改进，代之以一个L位的逐次逼近寄存器（SAR）（用于捕获待测器件的数字输出码），和一个L位DAC，以及一个简单的平均值电路。再结合一个数值比较器，该电路就组成了一个逐次逼近型转换器结构（图4），其中，由数值比较器对DAC进行控制、读取其输出、并完成逐次逼近。同时，DAC提供一个高分辨率的直流电平给被测N位ADC的输入。

数器具有2M个时钟的周期，其中M是一个可编程的整数，用来控制计数周期（同时也决定了测量时间）。"数据计数器仅在数值比较器输出为高时递增，其周期等于前者的一半，即2M-1个时钟。数据计数器只有当数值比较器的输出为高电平时才计数一次。两个计数器共同工作的效果是对高、低电平的数量进行了平均，结果被保存于一个触发器，并进而传送到SAR寄存器。这个过程重复16次（在本例中）后便产生了完整的数字输出码。和前面的方法一样，它也有优点和不足之处，优点在于测试装置的输入电压由数字量定义，这样可以简便地调节求取平均值的测试样点；逐次逼近方式提供给待测器件模拟输入的是一个直流电平，而非斜坡电压。不足之处在于，反馈环中的DAC限制了输入电压的分辨率。

四、INL和DNL的动态测试

要测定ADC的动态非线性，可以对其施加一个满度正弦输入，然后在其全功率输入带宽内测量转换器的信噪比（SNR）。对于一个理想的N位转换器，理论SNR（仅考虑量化噪声，无失真）为：SNR (dB) = Nx6.02+1.76这个公式包含了瞬变、积分非线性和采样时间的不确定性等效应的影响。除此之外的非线性成分可以通过测量恒频输入时的SNR来获得，并可得到一个随输入信号幅度的变化关系。例如，使信号幅度扫过整个输入范围，从零到满量程或者反之，当输入幅度逼近转换器满量程时，转换输出将与信号源发生较大偏移。要确定产生这种偏移,排除失真和时钟不稳定性因素的原因，可采用频谱分析仪分析量化噪声与频率的关系。