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【解决方案】美星科技 - 高速ADC测试(含JESD204接口)解决方案
新闻中心
2025-02-08


01

技术背景

  ADC(Analog-to-Digital Converter)是一种将模拟信号转换为数字信号的电子元件,它通常有如下功能:

  • 采样:将连续的模拟信号转换为离散的时间序列;

  • 量化:将采样后的信号幅度转换为离散的数字值;

  • 编码:将量化后的数值转换为二进制数字输出。

TI公司ADC芯片示意(数据引用自TI公司官网

  JESD204高速接口是一种高速串行接口标准,主要用于连接数据转换器(如ADC和DAC)与逻辑设备(如FPGA)。

  • JESD204A:支持最高3.125 Gbps的速率;

  • JESD204B:支持最高12.5 Gbps的速率;

  • JESD204C:支持最高32 Gbps的速率;

  持续的速度提升使得JESD204标准能够满足不断增长的高速数据转换需求,特别是在高性能ADC和DAC应用中。


02

面对的挑战

  对ADC进行完整测试所带来的挑战

  • 高性能模拟信号源,如低相位噪声、平坦的频响、良好的谐波抑制等;

  • 高频测试:应对ADC的采样率可达数GHz、数十GHz;

  • 数字接口测试:针对JESD204x高速数字输出接口的完整性测试也是一个挑战;

  • 动态范围测试:需要同时测试ADC在大信号和小信号下的性能;

  • 复杂的测试方法和专业知识,对ADC完整测试也带来了极大的挑战。


TI公司ADC芯片示意(数据引用自TI公司官网



03

ADDA测试机


  MET的AVATAR™-ADDA测试机是专为ADC/DAC/Transceiver芯片测试设计的Turn-Key解决方案。该系统提供全面的ADC芯片测试功能,包括动态测试、静态测试、逻辑测试、时钟测试和功率测试等。

  系统采用MET的MVG-102B矢量信号源,支持10 MHz至8 GHz频率范围的双通道输出。针对高速ADC的严格测试要求,特别是信号源的相位噪声和频响平坦度,MET将MVG-102B矢量信号源与MCK-124A高精度时钟卡完美结合,确保提供高精度、低相位噪声的时钟信号和外部参考信号。

      矢量信号源:MVG-102B

     频率范围 … 10 M- 8GHz

 通道数 …… 2-CH

   瞬时带宽 … 600 MHz

 频率步进 … 1 Hz

      高精度时钟源:MCK-124A

频率范围 … 0.1~12.8 GHz

输出功率 … -25~15dBm

时钟通道 … 4-CH

参考时钟 … 4-CH

同步触发 … 4-CH

相位噪声 … 10GHz:-115dBc/Hz @10k

抖动 ……… 26 fs Typ.



04

ADC模拟性能测试

  MET的高速ADC测试解决方案-动态测试和静态测试

  除了高精度的测试硬件,MET还专门开发了ADLab-Suite高速ADC测试软件。该软件配备直观的向导功能,可有效指引工程师完成动态测试、静态测试等全面的测试评估,显著降低了操作难度。

  • 谐波失真(dBc或dBFS)

  • 总谐波失真(THD,dBc)

  • 全功率带宽(MHz)

  • 模拟输入满量程(Vp-p)

  • 信纳比:SINAD,dB

  • 噪声系数:NF,dB

  • 噪底(dBFS)

  • 有效位数(ENOB,Bits)

  • 无杂散动态范围(SFDR,dBc)

  • 信噪比:SNR

  • SNRFS,dBFS

  • 增益误差/增益匹配

  • 失调误差/增益匹配

  • 输出高电平/输出低电平

  • 差分非线性误差(DNL,LSB)

  • 积分非线性误差(INL,LSB)

  • 电源抑制比(PSRR,dB)


05

JESD高速接口测试

  MET的高速ADC测试解决方案-JESD204B/C高速接口测试

  目前主流的高速/高分辨率ADC器件普遍采用JESD204B串行接口标准。该标准支持高达12.5 Gbps的传输速率,有效提升了ADC与逻辑器件(如FPGA或ASIC)之间的数据传输带宽。

  JESD204B/C的测试为工程师带来了多项挑战:如何实现最佳设计?如何有效进行系统调试?如何确保器件在产线测试中符合规范并正常运行?

  针对这些挑战,MET基于JEDEC标准组织发布的OIF-CEI-0x规范中的SerDes PHY测试建议,结合实际需求,开发了完整的JESD204B/C测试解决方案。

  使用MET的MDO-401A高速示波器,能够在40 GSa/s的采样速率和18 GHz带宽的情况下对高速串行信号进行观测。




带宽 ……… 18 GHz

分辨率 …… 8-bit

采样率 …… 40 GSa/s

输入通道 … 1-CH diff.

输入幅度 … 500 mVp-p

记录长度 … 500ms @40Gsa/s(20Gpts)

JESD204 Tx 一致性测试项

JESD204 Tx Compliance Test

Tx LOGIC OUTPUT

Tx Jitter

T_Baud

波特率

PJ

传输不相关有界高概率抖动

  T_Vdiff

输出差分电压

DJ

确定性抖动

  T_Vcm

DC共模电压

DCD

传输占空比失真

T_VcmAC

输出AC共模电压

TJ

传输总抖动

  T_Rd

差分阻抗

Eye Mask

传输眼图模板

  T_Rdm

差分负载阻抗失配

其他

功能

信道去嵌入

 T_tr, T_tf

输出上升/下降时间

时钟频偏测量

  T_SDD22

差分输出回损

误码率分析

T_SCC22

共模输出回损

功率谱密度测量

END
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