使用AD9517助我进行高精度ADC验证

ADI年度贺岁片-使用AD9517助我进行高精度ADC验证

今年有幸在一个ADC测试项目中需要进行器件选型，通过查询ADI关于ADC测试方法的文档，选定了对比测试方案所用的器件AD9517，AD9627与AD8138。
在设计的过程也是一边摸索一边分析一边测试，有反复也有收获。分享一下自己在设计ADC测试电路过程遇到的问题与经验，也希望高手与专家能多多指出不足的地方，能够在完成项目的过程中达到综合能力的提升。
（1）最初定的测试思路：使用AD8138来完成单端转差分的信号输入，输入源最初定的使用一个信号发生器来实现。为了简化设计的难度，AD8138我采用了5V单电源供电，外围的参考电路参数也直接使用评估软件调整出的最佳值进行设计（赞一下评估工具，非常好用，减少了优化参数计算的复杂过程）
（2）ADC的采样频率为100MHz，外部输入的测试正弦波最高可到50MHz，估在AD8138差分输出端设计了一个5阶巴特沃斯低通滤波器，滤波器的参数是按照源阻抗100欧，负载阻抗300欧这样设计的。因为在阅读ADI的一些抗混叠滤波器设计的资料与一些推荐的建议，使用这样比例的滤波器参数会不敏感，因为使用一些滤波器设计工具会发现，100-300或者100-400的这样的阻抗匹配设计时外围的滤波器参数值几乎没啥变化，这样也减少了ADC前端滤波器的设计难度。不知道上面的理解是否准确？也请高手与专家指正。
（3）ADC要想工作的好，需要一个高稳定低抖动的时钟，jitter对高于12位以上的ADC有很敏感的影响，直接影响到很多指标，这个在看ADI的一些文档介绍中也会体会。所以我选择了AD9517时钟芯片作为ADC测试的评估器件之一，作为后续的对比测试，我还会使用一个100MHz高精度的差分VCO来进行测试。目前已经在使用AD9517做功能性的验证工作。
（4）使用AD9517也出现过一些反复。由于经验不是特足，最初的寄存器配置完成后，输出的时钟频率与预想的时钟频率差的很多。通过ADI专家的指导与建议，使用了针对AD951X系列的评估软件来产生用于刷新的寄存器表。通过复制与修改这个寄存器表，完成了上位机软件SPI控制驱动部分对AD9517的配置，执行操作之后输出了预期的时钟，可以通过示波器大致估计结果的准确性如何。
（5）不过在使用这个器件的过程还是有些疑惑，因为直接使用AD951X系列的评估软件产生的寄存器值中没有进行校准的操作；使用SPI回读会发现0x1f的值位0x0e。不太清楚在完成寄存器刷新后，应该再怎么操作才能完成正确的校准？这个问题也请高手与专家指正。
（6）使用AD951X系列的评估软件在使用的过程有时候会产生一些错误的值，与预期不同，导致我反复重启再重新设置评估软件还是得到错误的值，使用产生的值导致刷新后没有时钟输出。今天发现的一个地方就是0x18地址总被写成0x07，这样必然导致刷新后没有时钟，我手动修改成0x66后就可以输出正常的时钟。另外也希望AD951X系列的评估软件能在使用内部VCO模式的时候能自动将PLL正常工作打开，最初使用的时候由于漏掉设置，导致输出的频率域实际预期的频率相差了很多。
（7）目前先用AD9517产生的的100MHz进行测试，在使用外部信号发生器进行评估的时候有一个疑问：目前信号发生器使用的是安捷伦的33220A，它是一个14BIT，50MHZ采样率，最高频率输出为20MHz，输出幅度vpp从10mv-10V，分辨率是4BIT。在实际测试过程中需要使用1.54VPP的正弦波作为ADC的输入。这样是否会影响到信号发生器的有效位，这样测试是否正确？因为按照这个输入得到的数据进行FFT计算后有效位只有大概8BIT，这个问题也请高手与专家指正。可能是那块有问题？
（8）ADC采集的数据深度是2^17个，通过FPGA控制ADC采集与数据回传到PC后再进行的分析，目前希望后续能通过改进测试方法完成对这个ADC的评估验证。后面还有涉及到不少的指标测试，免不了ADI专家与高手的指点啦。

今天先写这些了，上面肯定有很多不足的地方，也请也请高手与专家指正。
希望进行深度交流，感谢支持。

回帖（1）

李名扬

2018-11-1 09:35:16

年前的时候我检查了一下电路，有一个输入的电阻可能焊接错误了，把外部时钟引入到了CLK的管脚上了

重新更改焊接位置后，0x1F的地址返回值是0x4f（没记错的话），对照手册，应该是数字锁定与校准完成

但是从目前的测试结果看，之前的错误情况与现状的锁定情况下，对ADC的ENOB貌似没有影响

目前ENOB受到影响的一个因素就是发现二次于三次谐波比较大，直接影响了性能

等年后看如何修正这个问题了

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李名扬

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李名扬

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