高速模數轉換器的相位不平衡測試

　　要開始測試，請設置其中一個信號發生器產生相位偏移等于0°的信號，并設置另一個信號發生器，使示波器顯示兩個相差180°的波形。這兩個波形的幅度彼此接近，頻率完全相同，使用示波器的數學功能(通道A + 通道B)將得到一條基本上為0 V的平坦直線。注意，由于發生器本身存在誤差，信號發生器不一定需要設置完全相同的幅度。這里的任何差異都是由信號發生器本身相對于頻率的參考增益和相位誤差引起的，因此，必須使用示波器將相位或幅度誤差調零，從而盡可能降低測量誤差。接下來，您可以讓一個信號發生器在0°相位偏移下掃描+30°至-30°，同時另一個信號發生器的相位保持不變。

　　您需要選擇某一基頻功率，然后在整個測試過程中維持該功率不變。本次試驗中，我們將各信號發生器的基頻信號功率設置為-6 dBFS。設置基頻信號的功率后，應利用示波器的數學功能檢查兩個信號的相位和幅度。數學功能的峰峰值電平應盡可能接近0。一旦測量系統處于平衡狀態，就可以使用該點作為0°錯相參考起始點。

　　測試應包括保存+30°至-30°范圍(相對于信號相差180°時的參考點)內每一度錯相的ADC二次和三次諧波性能。當兩個信號的相位差偏離180°時，載波信號的功率會像前面的圖3所示一樣下降。因此，需要利用兩個信號發生器的輸出幅度，使基頻信號的功率水平保持不變。使用示波器來確認信號幅度，在時域中顯示經過任何調整之后的信號。一旦采集到30個數據點(1°偏移至30°偏移)，就可以設置信號發生器輸出電平，使其信號再次相差180°，并且重新調整幅度，確保不發生任何未知的幅度或相位漂移。對于從0°參考點開始的-1°至-30°偏移，重復上述程序。

　　在轉換器或其目標應用的有用帶寬內執行測量。本次試驗中，我們使用了2 MHz、70 MHz、170 MHz和300 MHz的輸入頻率，同時調整了分路器前的濾波器帶寬，以支持測試信號的適當帶寬。

　　3 測試結果

　　圖4顯示了從2 MHz到300 MHz輸入頻率的歸一化數據集合。低頻對相位不平衡的耐受能力高于高頻。此圖顯示諧波功率隨著頻率而提高。這些測量數據顯示的相對測量結果，目的不在于說明ADC的真實性能，而是讓您了解模擬輸入信號相位不平衡時的變化趨勢。

　　圖4 低頻時的二次諧波功率低于高頻時的二次諧波功率

　　由于正向和負向的相位變化產生的結果相似，因此對正偏移和負偏移產生的諧波進行平均，并且歸一化到零點。通過試驗可以看出，隨著頻率升高，相位對器件的二次諧波性能有直接影響。

　　圖5以地形圖形式顯示了相位偏差、模擬輸入頻率和二次諧波性能之間的關系。隨著相位偏差增大，所有頻率的輸入信號(dB)都下降，表現為輸入信號的二次諧波幅度提高。

　　圖5 二次諧波功率與頻率和相位偏差的關系