exponenta event banner

ADC Testbench

Измерение показателей производительности постоянного и переменного тока на выходе АЦП

  • Библиотека:
  • Блок смешанного сигнала/АЦП/Измерения и испытания

  • ADC Testbench block

Описание

Блок ADC Testbench измеряет метрики производительности постоянного и переменного тока. Показатели производительности DC включают ошибку смещения и ошибку усиления. Характеристики переменного тока включают в себя отношение сигнал/шум (SNR), сигнал/шум и искажение (SINAD), ложный свободный динамический диапазон (SFDR), эффективное количество битов (ENOB), уровень шума и задержку преобразования.

Блок ADC Testbench генерирует стимул для управления тестируемым устройством (DUT) на вкладке Стимул. Параметры настройки для проверки DUT определяются на вкладке Настройка (Setup), а целевые метрики проверки определяются на вкладке Целевая метрика (Target Metric).

Блок ADC Testbench можно использовать для проверки архитектурных моделей ADC, представленных в Blockset™ смешанного сигнала, или для проверки ADC собственной реализации.

Порты

Вход

развернуть все

Цифровой входной сигнал с выхода АЦП, определяемый как скаляр.

Типы данных: fixed point | single | double | int8 | int16 | int32 | uint8 | uint16 | uint32 | Boolean

Сигнал готовности к преобразованию с выхода АЦП, заданный как скаляр. Этот сигнал указывает, когда процесс преобразования АЦП завершен.

Типы данных: double

Продукция

развернуть все

Сигнал стимула аналогового выхода для входа АЦП, возвращаемый в виде скаляра.

Типы данных: double

Внешний тактовый сигнал преобразования запуска для АЦП, возвращаемый в виде скаляра. Этот сигнал запускает процесс преобразования в блоке АЦП.

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

Выберите, следует ли измерять статические (DC) или динамические (AC) метрики производительности.

  • Выбрать DC для измерения ошибки смещения и ошибки усиления.

  • Выбрать AC измерение SNR, SINAD, SFDR, ENOB, уровня шума и задержки преобразования.

Минимальное время, в течение которого моделирование должно выполняться для получения значимых результатов, определяемое как положительный действительный скаляр в секундах.

  • Чтобы измерить производительность постоянного тока, моделирование должно выполняться так, чтобы АЦП мог 20 раз производить выборку каждого цифрового кода, предполагая, что входной сигнал клина пересекает полный диапазон масштаба АЦП в течение периода моделирования. Исходя из этого предположения, аналоговая входная частота (fanalog), генерируемая блоком ADC Testbench для пилообразного сигнала, устанавливается как:

    fanalog = StartFreq2 (Nbits + 1)· 10

    где StartFreq - частота такта начала преобразования, а Nbits - разрешение АЦП.

    Таким образом, рекомендуемое минимальное время остановки моделирования T вычисляется по формуле T = 1fanalog.

  • Для измерения производительности переменного тока моделирование должно выполняться так, чтобы АЦП мог генерировать 6 спектральных обновлений выхода АЦП. Время формирования одного спектрального выходного сигнала на основе метода Уэлча [1] определяется:

    t = 1,5· А частота RBW

    где RFarency и RBW - частота дискретизации и полоса пропускания разрешения оценщика спектра внутри блока ADC Testbench.

Этот параметр сообщается только testbench и не является редактируемым.

Типы данных: double

Щелкните значок, чтобы автоматически установить рекомендуемое минимальное время остановки моделирования в качестве времени остановки модели Simulink ®.

Измерьте ошибку дифференциальной нелинейности (DNL) и ошибку интегральной нелинейности (INL) с помощью метода конечной точки. Этот метод использует конечные точки фактической передаточной функции для измерения ошибок DNL и INL.

Измерьте ошибку дифференциальной нелинейности (DNL) и ошибку интегральной нелинейности (INL) с помощью метода наилучшего вписывания. Этот метод использует стандартный метод подбора кривой, чтобы найти наилучшее соответствие для измерения ошибок DNL и INL.

Щелкните, чтобы построить график результатов анализа DC для дальнейшего анализа. Для выполнения полного анализа постоянного тока, включая интегральную нелинейность (INL) и дифференциальную нелинейность (DNL), используйте блок измерения постоянного тока ADC.

Зависимости

Этот параметр доступен, только если опция Измерение (Measurement) имеет значение DC.

Щелкните, чтобы сохранить подробные результаты теста в электронной таблице (XLS-файл) или в виде разделенных запятыми значений (CSV-файл) для дальнейшей обработки.

Стимул

Тип искажения блока ADC Testbench для измерения, указанный как Harmonic или Intermodulation.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите опцию Measurement как AC.

Программное использование

Параметр блока: DistortionMeasurement
Текст: символьный вектор
Значения: Harmonic | Intermodulation
По умолчанию: Harmonic

Частота аналогового входного сигнала в блок АЦП, заданная как положительный действительный скаляр в герцах. Частота аналогового стимула должна соответствовать входной частоте тестируемого устройства АЦП. По умолчанию этот параметр вычисляется автоматически. Для настройки значения можно снять флажок Задать автоматически.

  • Когда ADC Testbench настроен для измерения Harmonic искажение, значение по умолчанию частоты аналогового стимула равно 976.563.

  • Когда ADC Testbench настроен для измерения Intermodulation искажение, значение по умолчанию частоты аналогового стимула равно [878.907,1074.22].

Аналоговая частота стимула должна удовлетворять двум требованиям:

  • Все выходные коды АЦП должны быть активированы.

  • Аналоговая частота стимула не должна иметь общих кратных значений, отличных от 1, с частотой преобразования Start.

Чтобы удовлетворить обоим условиям, используйте уравнение fanalog = JMfstart [2],

где:

fanalog - частота аналогового сигнала,

fstart - начальная частота преобразования,

M > 2Nbits· δ, где Nbits - количество битов АЦП,

и J является целым числом без общих факторов с М.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите опцию Measurement как AC.

Программное использование

Параметр блока: InputFrequency
Текст: символьный вектор
Значения: положительный действительный скаляр | положительный действительный вектор
По умолчанию: 976.563

Разрешающая пропускная способность, заданная как положительный действительный скаляр в герцах. Этот параметр определяет наименьшую положительную частоту, которую можно разрешить. По умолчанию этот параметр вычисляется автоматически. Для настройки значения можно снять флажок Задать автоматически.

  • Если параметр ADC AC Measurement установлен для измерения Harmonic искажение, значение по умолчанию полосы пропускания разрешения (Гц) 97.6563.

  • Если параметр ADC AC Measurement установлен для измерения Intermodulation искажение, значение по умолчанию полосы пропускания разрешения (Гц) 87.8907.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите опцию Measurement как AC.

Программное использование

Параметр блока: RBW
Текст: символьный вектор
Значения: положительный действительный скаляр
По умолчанию: 97.6563

Частота тактовых импульсов начального преобразования АЦП, заданная как положительный действительный скаляр в Гц. Начальная частота преобразования (Гц) должна соответствовать частоте начального тактового сигнала преобразования блока АЦП.

Программное использование

Параметр блока: StartFreq
Текст: символьный вектор
Значения: положительный действительный скаляр
По умолчанию: 1e6

Типы данных: double

Среднеквадратичное дрожание апертуры, добавляемое часами начального преобразования, задаваемое как положительный действительный скаляр в секундах.

Программное использование

Параметр блока: RMSJitt
Текст: символьный вектор
Значения: положительный действительный скаляр
По умолчанию: 40e-12

Типы данных: double

Максимально допустимая разность амплитуд последовательных выборок аналогового входного сигнала, заданная как положительный действительный скаляр в младшем значащем бите (LSB).

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите опцию Measurement как DC.

Типы данных: double

Установка

Щелкните для автоматического распространения параметров настройки из АЦП.

Зависимости

Этот параметр работает только в том случае, если АЦП является АЦП флэш-памяти или АЦП SAR из блока смешанного сигнала.

Число физических выходных битов, указанных в диапазоне как безразмерное положительное вещественное целое число [1, 26]. Количество битов определяет разрешение АЦП.

Программное использование

  • Использовать get_param(gcb,'NBits') для просмотра текущего количества битов.

  • Использовать set_param(gcb,'NBits',value) для установки определенного значения в поле Number of bits.

Типы данных: double

Динамический диапазон АЦП, определяемый как 2-элементный вектор строки в вольтах.

Программное использование

  • Использовать get_param(gcb,'InputRange') для просмотра текущего входного диапазона (V).

  • Использовать set_param(gcb,'InputRange',value) чтобы задать для диапазона ввода (V) определенное значение.

Типы данных: double

Задерживает анализ измерений, чтобы избежать повреждения переходными процессами, заданными как неотрицательный действительный скаляр в секундах.

Программное использование

Параметр блока: HoldOffTime
Текст: символьный вектор
Значения: неотрицательный вещественный скаляр
По умолчанию: 0

Типы данных: double

Отображает анализатор спектра во время моделирования. По умолчанию этот параметр не выбран.

Зависимости

Этот параметр доступен, только если опция Измерение (Measurement) имеет значение AC.

Выберите, чтобы включить увеличенный размер буфера во время моделирования. По умолчанию этот параметр не выбран.

Число выборок входной буферизации, доступных во время моделирования, указанных как положительный целочисленный скаляр.

Выбор различных методов моделирования или стратегий выборки может изменить количество входных выборок, необходимых для получения точной выходной выборки. Установите размер буфера достаточно большим, чтобы входной буфер содержал все требуемые входные выборки.

Зависимости

Этот параметр доступен только при выборе опции Включить увеличенный размер буфера на вкладке Конфигурация.

Программное использование

Параметр блока: NBuffer
Текст: символьный вектор
Значения: целочисленный скаляр
По умолчанию: 5

Типы данных: double

Целевая метрика

Щелкните, чтобы автоматически распространить целевые метрики из ADC.

Зависимости

  • Чтобы включить этот параметр, установите параметр Измерение (Measurement) в значение DC.

  • Этот параметр работает только в том случае, если АЦП является АЦП флэш-памяти или АЦП SAR из блока смешанного сигнала.

Сдвигает шаги квантования на конкретное значение, заданное как положительный действительный скаляр в% FS, FS или LSB.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметр Измерение (Measurement) в значение DC.

Программное использование

Параметр блока: TargetOffsetError
Текст: символьный вектор
Значения: вещественный скаляр
По умолчанию: 1.5 LSB

Типы данных: double

Ошибка на наклоне прямой интерполяционной кривой передачи АЦП, заданной как положительный действительный скаляр в младшем разряде% FS, FS или LSB.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметр Измерение (Measurement) в значение DC.

Программное использование

Параметр блока: TargetGainError
Текст: символьный вектор
Значения: вещественный скаляр
По умолчанию: 1 LSB

Типы данных: double

Ссылки

[2] Стандарт IEEE 1241-2010. «Стандарт IEEE для терминологии и методов испытаний аналого-цифровых преобразователей», стр. 29-30, 14 января 2011 года.

Представлен в R2019a