ADC Testbench

Измеряет показатели эффективности DC и AC выхода АЦП

Библиотека:
Mixed-Signal Blockset/АЦП/Measurements & Testbenches

Описание

Блок ADC Testbench измеряет как показатели эффективности DC, так и AC. Показатели эффективности постоянного тока включают ошибку смещения и ошибку усиления. Метрики эффективности переменного тока включают отношение сигнал/шум (ОСШ), радио сигнал/шум и искажение (SINAD), ложную свободную динамическую область значений (SFDR), эффективное количество бит (ENOB), шумовой пол и задержку преобразования.

Блок ADC Testbench генерирует стимул для управления тестируемым устройством (DUT) с вкладки Stimulus. Параметры настройки для проверки DUT определены на вкладке Setup, а целевые метрики валидации - на вкладке Target Metric.

Можно использовать блок ADC Testbench для проверки архитектурных моделей АЦП, представленных в Mixed-Signal Blockset™, или можно проверить АЦП вашей собственной реализации.

Порты

Вход

расширить все

`from adc digital` - Цифровой сигнал от выхода АЦП
скаляр

Цифровой входной сигнал от выхода АЦП, заданный как скаляр.

`from adc ready` - Сигнал готовности преобразования с выхода АЦП
скаляр

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

Типы данных: double

Выход

расширить все

`to adc analog` - Аналоговый сигнал возбуждения для входного сигнала АЦП
скаляр

Аналоговый выходной сигнал стимулирования для входного сигнала АЦП, возвращаемый в виде скаляра.

Типы данных: double

`to adc start` - Синхроимпульс преобразования внешнего запуска для АЦП
скаляр

Синхроимпульс преобразования внешнего запуска для АЦП, возвращаемый как скаляр. Этот сигнал начинает процесс преобразования в блоке АЦП.

Типы данных: double

Параметры

расширить все

`Measurement` - Выберите, измерять ли показатели эффективности DC или AC
`DC` (по умолчанию) | `AC`

Выберите, измерять ли статические (DC) или динамические (AC) показатели эффективности.

Выберите DC для измерения ошибки смещения и ошибки усиления.
Выберите AC для измерения ОСШ, SINAD, SFDR, ENOB, уровня шума и задержки преобразования.

`Recommended min. simulation stop time (s)` - Симуляция минимального времени должна выполняться для значимого результата
`2.048e-02` (по умолчанию) | положительный действительный скаляр

Минимальное время, в течение которого симуляция должна выполняться, чтобы получить значимые результаты, заданные как положительный действительный скаляр в секундах.

Чтобы измерить эффективность постоянного тока, симуляция должна выполняться так, чтобы АЦП мог дискретизировать каждый цифровой код 20 раз, принимая наклонный вход, который проходит полную масштабную область значений АЦП в течение периода симуляции. Исходя из этого предположения, аналоговая входная частота (f _{аналоговая}), сгенерированная блоком ADC Testbench для формы волны пилообразного зуба, устанавливается как:

$f_{analog} = \frac{S t a r t F r e q}{2^{(N b i t s + 1)} \cdot 10}$

где StartFreq - частота начальных часов преобразования, а Nbits - разрешение АЦП.
Итак, Recommended min. simulation stop time (s) T вычисляется с помощью формулы: $T = \frac{1}{f_{analog}}$ .
Чтобы измерить эффективность AC, симуляция должна выполняться так, чтобы АЦП мог сгенерировать 6 спектральных обновлений выхода ADC. Время генерации одного спектрального выхода на основе метода Уэлча [1] определяется:

$t = \frac{1.5 \cdot S a m p l i n g F r e q u e n c y}{R B W}$

где SamplingFrequency и RBW являются частотой дискретизации и шириной полосы разрешения оценщика спектра внутри блока ADC Testbench.

Этот параметр сообщается только тестбенчем и не редактируется.

Типы данных: double

`Set as model stop time` - Автоматически установите рекомендуемое минимальное время остановки симуляции как время остановки модели
кнопка

Щелкните, чтобы автоматически задать Recommended min. simulation stop time (s) как время остановки Simulink^® модель.

`Endpoint` - Измерьте DNL, INL с помощью метода конечной точки
on (по умолчанию) | off

Измерьте дифференциальную нелинейность (DNL) ошибки и интегральную нелинейность (INL) ошибки используя метод конечной точки. Этот метод использует конечные точки фактической передаточной функции, чтобы измерить ошибки DNL и INL.

`Best fit` - Измерьте DNL, INL с помощью метода наилучшей подгонки
on (по умолчанию) | off

Измерьте дифференциальную нелинейность (DNL) ошибки и интегральную нелинейность (INL) ошибки используя метод наилучшей подгонки. Этот метод использует стандартный метод аппроксимирования кривыми, чтобы найти лучшую подгонку для измерения ошибок DNL и INL.

`Plot DC analysis result` - Построение графиков результатов анализа постоянного тока
кнопка

Щелкните, чтобы построить график результатов анализа постоянного тока для последующего анализа. Чтобы выполнить полный анализ постоянного тока, включая интегральную нелинейность (INL) и дифференциальную нелинейность (DNL), используйте блок ADC DC Measurement.

Зависимости

Этот параметр доступен только, когда Measurement опция установлена на DC.

`Export measurement result` - Храните подробные результаты тестирования в базовом рабочем пространстве
кнопка

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

Стимул

`Distortion measurement type` - Тип искажения для измерения
`Harmonic` (по умолчанию) | `Intermodulation`

Тип искажения, которое ADC Testbench блок имеет значение measure, заданный как Harmonic или Intermodulation.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Measurement опцию следующим AC.

Программное использование

Параметры блоков: DistortionMeasurement

Тип: Вектор символов

Значения: Harmonic | Intermodulation

По умолчанию: Harmonic

`Analog stimulus frequency (Hz)` - Частота аналогового входного сигнала в АЦП
положительный действительный скаляр | положительный действительный вектор

Частота аналогового входного сигнала к блоку ADC, заданная как положительный действительный скаляр в герце. Analog stimulus frequency должно соответствовать частоте входа тестируемому ADC устройству. По умолчанию этот параметр вычисляется автоматически. Можно отменить выбор Set automatically, чтобы настроить значение.

Когда для ADC Testbench задано измерение Harmonic искажение, значение по умолчанию Analog stimulus frequency является 976.563.
Когда для ADC Testbench задано измерение Intermodulation искажение, значение по умолчанию Analog stimulus frequency является [878.907,1074.22].

Analog stimulus frequency нужно удовлетворить двум требованиям:

Все выходные коды АЦП должны быть активированы.
Этот Analog stimulus frequency не должен иметь общие множители, кроме 1, с Start conversion frequency.

Чтобы удовлетворить обоим условиям, используйте уравнение $f_{analog} = \frac{J}{M} f_{start}$ [2],

где:

f _аналог является частотой аналогового сигнала,

f _start - это частота преобразования начала,

$M > 2^{N b i t s} \cdot π$ , где Nbits - количество бит АЦП,

и J является целым числом без общих факторов с M.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Measurement опцию следующим AC.

Программное использование

Параметры блоков: InputFrequency

Тип: Вектор символов

Значения: положительный действительный скаляр | положительный действительный оцененный вектор

По умолчанию: 976.563

`Resolution bandwidth (Hz)` - Пропускная способность разрешения
положительный действительный скаляр

Шумовая полоса разрешения, заданная как положительный действительный скаляр в герце. Этот параметр задает наименьшую положительную частоту, которая может быть разрешена. По умолчанию этот параметр вычисляется автоматически. Можно отменить выбор Set automatically, чтобы настроить значение.

Когда для ADC AC Measurement задано измерение Harmonic искажение, значение по умолчанию Resolution bandwidth (Hz) является 97.6563.
Когда для ADC AC Measurement задано измерение Intermodulation искажение, значение по умолчанию Resolution bandwidth (Hz) является 87.8907.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Measurement опцию следующим AC.

Программное использование

Параметры блоков: RBW

Тип: Вектор символов

Значения: положительный действительный скаляр

По умолчанию: 97.6563

`Start conversion frequency (Hz)` - Частота синхроимпульса начального преобразования АЦП
`1e6` (по умолчанию) | положительный действительный скаляр

Частота синхроимпульса начального преобразования АЦП, заданная как положительный действительный скаляр в Гц. Start conversion frequency (Hz) должны совпадать с частотой синхроимпульса начального преобразования блока ADC.

Программное использование

Параметры блоков: StartFreq

Тип: Вектор символов

Значения: положительный действительный скаляр

По умолчанию: 1e6

Типы данных: double

`RMS aperture jitter (s)` - дрожание апертуры RMS, добавляемое синхроимпульсом начального преобразования
`40e-12` (по умолчанию) | положительный действительный скаляр

Дрожание апертуры RMS, добавляемое синхроимпульсом начального преобразования, заданным как положительный действительный скаляр в секундах.

Программное использование

Параметры блоков: RMSJitt

Тип: Вектор символов

Значения: положительный действительный скаляр

По умолчанию: 40e-12

Типы данных: double

`Error tolerance (LSB)` - Максимальное различие между последовательными выборками аналогового сигнала
`0.1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений (`0, 1`]

Максимально допустимое различие в амплитуде последовательных выборок аналогового входного сигнала, заданная как положительный действительный скаляр в наименее значимом бите (LSB).

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Measurement опцию следующим DC.

Типы данных: double

Setup

`Autofill setup parameter` - Автоматическое распространение параметров настройки из АЦП
кнопка

Щелкните, чтобы автоматически распространить параметры настройки из АЦП.

Зависимости

Этот параметр работает только, когда АЦП является Flash ADC или SAR ADC от Mixed-Signal Blockset.

`Number of bits` - Количество выходных физических бит
`10` (по умолчанию) | положительное действительное целое число в области значений `[1, 26]`

Количество физических выходных бит, заданное как бесчисленное положительное вещественное целое число в области значений [1, 26]. Number of bits определяет разрешение АЦП.

Программное использование

Использовать get_param(gcb,'NBits') для просмотра текущей Number of bits.
Использовать set_param(gcb,'NBits',value) для задания Number of bits определенного значения.

Типы данных: double

`Input range (V)` - динамическая область значений АЦП
`[-1 1]` (по умолчанию) | 2-элементный вектор-строка

Динамическая область значений АЦП, заданный как 2-элементный вектор-строка в вольтах.

Программное использование

Использовать get_param(gcb,'InputRange') для просмотра текущей Input range (V).
Использовать set_param(gcb,'InputRange',value) для задания Input range (V) определенного значения.

Типы данных: double

`Hold off time (s)` - Задержка перед анализом измерения
`0` (по умолчанию) | неотрицательным вещественным скаляром

Задерживает анализ измерения, чтобы избежать повреждения переходными процессами, заданным как неотрицательный действительный скаляр в секундах.

Программное использование

Параметры блоков: HoldOffTime

Тип: Вектор символов

Значения: неотрицательный действительный скаляр

По умолчанию: 0

Типы данных: double

`Show spectrum analyzer during simulation` - Отображает спектральный анализатор во время симуляции
off (по умолчанию) | on

Отображения спектра анализатор во время симуляции. По умолчанию эта опция отменена.

Зависимости

Этот параметр доступен только, когда Measurement опция установлена на AC.

`Enable increased buffer size` - Включить увеличенный buffer size
off (по умолчанию) | on

Выберите, чтобы включить увеличение buffer size во время симуляции. По умолчанию эта опция отменена.

`Buffer size` - Количество выборок входной буферизации, доступной во время симуляции
`5` (по умолчанию) | положительный целочисленный скаляр

Количество выборок входной буферизации, доступных во время симуляции, заданное как положительный целочисленный скаляр.

Выбор другого решателя симуляции или стратегий дискретизации может изменить количество входных выборок, необходимых для получения точной выходной выборки. Установите Buffer size на достаточно большое значение, чтобы входной буфер содержал все необходимые входные выборки.

Зависимости

Этот параметр доступен только Enable increased buffer size когда опция выбрана на вкладке Configuration.

Программное использование

Параметры блоков: NBuffer

Тип: Вектор символов

Значения: положительный целочисленный скаляр

По умолчанию: 5

Типы данных: double

Целевая метрика

`Autofill target metric` - Автоматическое распространение целевых метрик из АЦП
кнопка

Щелкните, чтобы автоматически распространить целевые метрики из АЦП.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте Measurement опцию DC.
Этот параметр работает только, когда АЦП является Flash ADC или SAR ADC от Mixed-Signal Blockset.

`Offset error` - Смещает шаги квантования на определенное значение
`1.5 LSB` (по умолчанию) | действительный скаляр

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

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте Measurement опцию DC.

Программное использование

Параметры блоков: TargetOffsetError

Тип: Вектор символов

Значения: реальный скаляр

По умолчанию: 1.5 LSB

Типы данных: double

`Gain error` - Ошибка на наклоне передаточной кривой АЦП
`1 LSB` (по умолчанию) | действительный скаляр

Ошибка на наклоне прямой линии, интерполирующей передаточную кривую АЦП, заданная как положительный действительный скаляр в наименее значимых% bit FS, FS или LSB.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте Measurement опцию DC.

Программное использование

Параметры блоков: TargetGainError

Тип: Вектор символов

Значения: реальный скаляр

По умолчанию: 1 LSB

Типы данных: double

Ссылки

[1] Спектральный анализатор

[2] IEEE Std 1241-2010. «Стандарт IEEE на терминологию и методы тестирования аналого-цифровых преобразователей», стр. 29-30, 14 января 2011 года.

Документация

ADC Testbench

Описание

Порты

Вход

from adc digital - Цифровой сигнал от выхода АЦП скаляр

from adc ready - Сигнал готовности преобразования с выхода АЦП скаляр

Выход

to adc analog - Аналоговый сигнал возбуждения для входного сигнала АЦП скаляр

to adc start - Синхроимпульс преобразования внешнего запуска для АЦП скаляр

Параметры

Measurement - Выберите, измерять ли показатели эффективности DC или AC DC (по умолчанию) | AC

Recommended min. simulation stop time (s) - Симуляция минимального времени должна выполняться для значимого результата 2.048e-02 (по умолчанию) | положительный действительный скаляр

Set as model stop time - Автоматически установите рекомендуемое минимальное время остановки симуляции как время остановки модели кнопка

Endpoint - Измерьте DNL, INL с помощью метода конечной точки on (по умолчанию) | off

Best fit - Измерьте DNL, INL с помощью метода наилучшей подгонки on (по умолчанию) | off

Plot DC analysis result - Построение графиков результатов анализа постоянного тока кнопка

Зависимости

Export measurement result - Храните подробные результаты тестирования в базовом рабочем пространстве кнопка

Стимул

Distortion measurement type - Тип искажения для измерения Harmonic (по умолчанию) | Intermodulation

Зависимости

Программное использование

Analog stimulus frequency (Hz) - Частота аналогового входного сигнала в АЦП положительный действительный скаляр | положительный действительный вектор

Зависимости

Программное использование

Resolution bandwidth (Hz) - Пропускная способность разрешения положительный действительный скаляр

Зависимости

Программное использование

Start conversion frequency (Hz) - Частота синхроимпульса начального преобразования АЦП 1e6 (по умолчанию) | положительный действительный скаляр

Программное использование

RMS aperture jitter (s) - дрожание апертуры RMS, добавляемое синхроимпульсом начального преобразования 40e-12 (по умолчанию) | положительный действительный скаляр

Программное использование

Зависимости

Setup

Autofill setup parameter - Автоматическое распространение параметров настройки из АЦП кнопка

Зависимости

Number of bits - Количество выходных физических бит 10 (по умолчанию) | положительное действительное целое число в области значений [1, 26]

Программное использование

Input range (V) - динамическая область значений АЦП [-1 1] (по умолчанию) | 2-элементный вектор-строка

Программное использование

Hold off time (s) - Задержка перед анализом измерения 0 (по умолчанию) | неотрицательным вещественным скаляром

Программное использование

Show spectrum analyzer during simulation - Отображает спектральный анализатор во время симуляции off (по умолчанию) | on

Зависимости

Enable increased buffer size - Включить увеличенный buffer size off (по умолчанию) | on

Buffer size - Количество выборок входной буферизации, доступной во время симуляции 5 (по умолчанию) | положительный целочисленный скаляр

Зависимости

Программное использование

Целевая метрика

Autofill target metric - Автоматическое распространение целевых метрик из АЦП кнопка

Зависимости

Offset error - Смещает шаги квантования на определенное значение 1.5 LSB (по умолчанию) | действительный скаляр

Зависимости

Программное использование

Gain error - Ошибка на наклоне передаточной кривой АЦП 1 LSB (по умолчанию) | действительный скаляр

Зависимости

Программное использование

Ссылки

См. также

Документация по Mixed-Signal Blockset

Поддержка

`from adc digital` - Цифровой сигнал от выхода АЦП
скаляр

`from adc ready` - Сигнал готовности преобразования с выхода АЦП
скаляр

`to adc analog` - Аналоговый сигнал возбуждения для входного сигнала АЦП
скаляр

`to adc start` - Синхроимпульс преобразования внешнего запуска для АЦП
скаляр

`Measurement` - Выберите, измерять ли показатели эффективности DC или AC
`DC` (по умолчанию) | `AC`

`Recommended min. simulation stop time (s)` - Симуляция минимального времени должна выполняться для значимого результата
`2.048e-02` (по умолчанию) | положительный действительный скаляр

`Set as model stop time` - Автоматически установите рекомендуемое минимальное время остановки симуляции как время остановки модели
кнопка

`Endpoint` - Измерьте DNL, INL с помощью метода конечной точки
on (по умолчанию) | off

`Best fit` - Измерьте DNL, INL с помощью метода наилучшей подгонки
on (по умолчанию) | off

`Plot DC analysis result` - Построение графиков результатов анализа постоянного тока
кнопка

`Export measurement result` - Храните подробные результаты тестирования в базовом рабочем пространстве
кнопка

`Distortion measurement type` - Тип искажения для измерения
`Harmonic` (по умолчанию) | `Intermodulation`

`Analog stimulus frequency (Hz)` - Частота аналогового входного сигнала в АЦП
положительный действительный скаляр | положительный действительный вектор

`Resolution bandwidth (Hz)` - Пропускная способность разрешения
положительный действительный скаляр

`Start conversion frequency (Hz)` - Частота синхроимпульса начального преобразования АЦП
`1e6` (по умолчанию) | положительный действительный скаляр

`RMS aperture jitter (s)` - дрожание апертуры RMS, добавляемое синхроимпульсом начального преобразования
`40e-12` (по умолчанию) | положительный действительный скаляр

`Autofill setup parameter` - Автоматическое распространение параметров настройки из АЦП
кнопка

`Number of bits` - Количество выходных физических бит
`10` (по умолчанию) | положительное действительное целое число в области значений `[1, 26]`

`Input range (V)` - динамическая область значений АЦП
`[-1 1]` (по умолчанию) | 2-элементный вектор-строка

`Hold off time (s)` - Задержка перед анализом измерения
`0` (по умолчанию) | неотрицательным вещественным скаляром

`Show spectrum analyzer during simulation` - Отображает спектральный анализатор во время симуляции
off (по умолчанию) | on

`Enable increased buffer size` - Включить увеличенный buffer size
off (по умолчанию) | on

`Buffer size` - Количество выборок входной буферизации, доступной во время симуляции
`5` (по умолчанию) | положительный целочисленный скаляр

`Autofill target metric` - Автоматическое распространение целевых метрик из АЦП
кнопка

`Offset error` - Смещает шаги квантования на определенное значение
`1.5 LSB` (по умолчанию) | действительный скаляр

`Gain error` - Ошибка на наклоне передаточной кривой АЦП
`1 LSB` (по умолчанию) | действительный скаляр