1 测试指标
衡量AD链路系统性能的参数众多，每个参数都从不同侧面展现了AD链路的性能。在实际工程中，通过对偏置误差（offset error）、增益误差（gain error）、积分非线性（INL）误差、有效位数（ENOB）和小波误差这五个关键指标的测试，可以较全面地评估整个AD链路的性能。
• 偏置误差：AD链路输入为零时的输出值。它反映了AD链路所有实际输出值相对于理想值的整体偏移。
• 增益误差：AD链路实际转换特性曲线斜率与理想转换特性曲线斜率（理想斜率为1）之间的差异。它反映了AD链路在输出与输入信号比例关系上的误差，导致输出实际值相对于理论值的放大或缩小。
• 积分非线性误差：该误差反映了AD链路在校正偏置和增益误差后，其实际输出（非线性）与理想输出（线性）之间的最大输出值偏差。
• 有效位数：是信纳比的另一种表述形式，表示在给定信号噪声和失真水平下，ADC的性能相当于多少位理想ADC的分辨率。由于噪声和其他非理想因素的影响，有效位数通常低于ADC的物理分辨率位数。
• 小波误差：指AD链路在输入较低幅值信号时，能够维持波形不发生明显失真的最小输入阈值。
2 测试目标
1. 偏置误差：向AD链路输入0V电压，计算出其输出值的平均值作为偏置误差。
2. 增益误差：向AD链路输入接近满量程的信号，先计算ADC输出的最大值和最小值之差，然后除以输入的最大值和最小值之差，得到实际转换特性曲线的斜率。接着，将此实际斜率与理想斜率（理想斜率为1）之差作为增益误差。
3. 积分非线性误差：向AD链路输入接近满量程的信号，比较每个采样点的实际输出值与理想输出值的差异，并以这些差值中的最大值作为积分非线性误差。
4. 有效位数：向AD链路输入接近满量程的信号，频率与实际应用中的最高频率相符。计算此时输出的数字信号的信纳比，然后依据信纳比与有效位数的关系公式，计算得出有效位数。
5. 小波误差：逐渐减小AD链路的输入信号幅值，直至信号出现明显失真，此时的输入幅值即为小波的阈值。
3 测试环境
软件：MATLAB、Vivado 2018.3
硬件：ADC信号采集板卡（有A、B两个通道）、信号发生器
4 测试点
信号采集板卡理论量程：-5.12V~5.12V；ADC分辨率：8位；ADC采样率：40MHz；
5 测试过程
5.1 偏置误差
1. 将ADC信号采集板卡的A、B两个通道的输入接地（等同于输入0V直流）。
2. 采集ADC输出数据，并使用MATLAB画图
A通道
B通道
3. 当AD链路输入为0V时，理论的数字输出为0。但实际上，A通道的数字输出为7 ，B通道的数字输出为6，因此A通道的偏置误差为7LSB（0.28V），B通道的偏置误差为6LSB（0.24V）。
5.2 增益误差
1. 使用信号发生器输入频率为100kHz，幅值Vinput = ±4.72V（±118LSB）的正弦波。
2. 采集ADC输出数据，然后在MATLAB中进行偏置误差矫正（减去直流偏置）并绘图。
A通道
计算出实际的转换特性曲线斜率Slopereal：
B通道
计算出实际的转换特性曲线斜率：
3.计算出增益误差
5.3 积分非线性误差
1. 使用信号发生器输入频率为100kHz，幅值Vinput = ±4.72V（±118LSB）的正弦波。
2. 采集ADC输出数据后，在MATLAB中先矫正偏置和增益误差。然后，将调整后的数据与理想正弦波的值相减，这样得出的差值即为积分非线性误差。
通道A实际输出与理想输出的差值
差值为-1.5~2
通道B实际输出与理想输出的差值
差值为-2~3
3. 积分非线性误差可通过比较AD链路的实际输出与理想输出之间的差值来计算，取这些差值的绝对值中的最大值作为误差值。通道A积分非线性误差：2LSB；通道B积分非线性误差：3LSB。
5.4 有效位数
1. 使用信号发生器输入频率为2MHz，幅值Vinput = ±4.72V（±118LSB）的正弦波。
2. 采集ADC输出数据，画出时域图和频谱图。（MATLAB代码：https://github.com/Yong12315/ADC-dynamic-parameter）
A通道
计算出信纳比（SINAD）
其中Ps为信号能量，Pn为噪声能量，Pd为谐波能量。
根据信纳比计算出有效位数（ENOB）：
其中DigitalMAX为时域信号最大值，Digitalmin为时域信号最小值。
通道B
计算出信纳比（SINAD）：
其中Ps为信号能量，Pn为噪声能量，Pd为谐波能量。
根据信纳比计算出有效位数（ENOB）：
其中DigitalMAX为时域信号最大值，Digitalmin为时域信号最小值。
3. 尽管ADC理论的分辨率为8位，但由于量化噪声、系统噪声和谐波干扰等因素，其实际有效位数低于理论分辨率。因此，A通道的有效位数为7.34 Bits，B通道的有效位数为7.32 Bits。
5.5 小波误差
1. 使用信号发生器输入频率为2MHz，幅值不断减小的正弦波。
2. 采集ADC输出数据，并使用MATLAB画图
A通道：输入幅值为±0.2V
B通道：输入幅值为±0.2V
3. 当输入正弦波的幅值为±0.2V时，波形出现明显的失真，说明小波的阈值为±0.2V。
6 总结
Love From China~
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