JP3167472B2 - Method for measuring SN ratio of analog-to-digital converter - Google Patents

Method for measuring SN ratio of analog-to-digital converter

Info

Publication number
JP3167472B2
JP3167472B2 JP35335692A JP35335692A JP3167472B2 JP 3167472 B2 JP3167472 B2 JP 3167472B2 JP 35335692 A JP35335692 A JP 35335692A JP 35335692 A JP35335692 A JP 35335692A JP 3167472 B2 JP3167472 B2 JP 3167472B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis data
frequency axis
ratio
component
adc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP35335692A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06181433A (en
Inventor
明徳 前田
Original Assignee
アジレント・テクノロジー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アジレント・テクノロジー株式会社 filed Critical アジレント・テクノロジー株式会社
Priority to JP35335692A priority Critical patent/JP3167472B2/en
Publication of JPH06181433A publication Critical patent/JPH06181433A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3167472B2 publication Critical patent/JP3167472B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、正確かつ高速にSN比
を求めることができるアナログ−ディジタルコンバータ
(以下、「ADC」と言う)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an analog-to-digital converter (hereinafter referred to as "ADC") capable of obtaining an SN ratio accurately and at high speed.

【0002】[0002]

【技術背景】信号解析におけるディジタル技術が導入・
発展するにつれて、アナログ信号をディジタル信号に変
換するためのADCの発展にも目をみはるものがある。
このADCの特性により信号解析の限界が決まるため、
精度の高い信号解析を行う場合には、それに応じてAD
Cの特性に厳しい精度が要求される。特に、近年では、
動特性と言われる実動作状態に近いADCの特性を重視
する傾向が強まっている。
[Technical background] Digital technology in signal analysis introduced
As they evolve, ADCs for converting analog signals to digital signals are also remarkable.
Because the characteristics of the ADC determine the limits of signal analysis,
When performing high-precision signal analysis, AD
Strict precision is required for the characteristics of C. In particular, in recent years,
There is an increasing tendency to attach importance to ADC characteristics close to the actual operation state, which are called dynamic characteristics.

【0003】この動特性評価で一般的に行われているの
がSN比(Signal/Noise Ratio)測
定であり、理論上、SN比とADCの実効分解能(有効
ビット数)とは、 SN比=a・(有効ビット数)+b (ただし、a,bは仕様等により定まる定数) といった簡単な式で関係づけられている。
[0003] In this dynamic characteristic evaluation, an SN ratio (Signal / Noise Ratio) measurement is generally performed. Theoretically, the SN ratio and the effective resolution (effective number of bits) of the ADC are: SN ratio = a · (the number of effective bits) + b (where a and b are constants determined by specifications and the like).

【0004】上記SN比は、ADCの性能を直接的に表
しているので、実際にADCを使う立場からも、有益な
評価指針となる。このSN比評価を行うには、図3に示
すように、純度の高い正弦波を生成する信号源11を用
意し、該信号源11からの信号を被測定ADC12に与
え、クロック発生器13からのサンプリングクロックに
よりADC12を動作させる。そしで、サンプリングデ
ータ(時間軸データ)をバッファメモリ14にストア
し、このデータに演算器15により高速フーリエ変換
(FFT)演算を施すことでSN比を求め、適宜の出力
手段(同図では表示器16)に出力している。しかし、
従来SN比の測定には、以下に述べる2つの大きな問題
がある。
[0004] Since the SN ratio directly indicates the performance of the ADC, it is a useful evaluation guideline from the standpoint of actually using the ADC. To perform the SN ratio evaluation, as shown in FIG. 3, a signal source 11 for generating a high-purity sine wave is prepared, a signal from the signal source 11 is supplied to the ADC under measurement 12, and a clock generator 13 The ADC 12 is operated by the sampling clock. Then, the sampling data (time axis data) is stored in the buffer memory 14, and an arithmetic unit 15 performs a fast Fourier transform (FFT) operation on the data to obtain an S / N ratio. Unit 16). But,
Conventionally, the measurement of the SN ratio has two major problems described below.

【0005】(1)SN比の計算過程におて、基本波と
DC成分以外はノイズ成分として測定にかかるので、信
号源あるいはADCの入力アナログ部,変換特性のゆが
みなどに起因する歪もノイズとして算入されてしまい、
SN比を正しく求めることができない。
(1) In the process of calculating the S / N ratio, the components other than the fundamental wave and the DC component are measured as noise components, so that distortion due to distortion of the signal source or the input analog part of the ADC, conversion characteristics, etc., is also noise. Is counted as
The SN ratio cannot be determined correctly.

【0006】(2)ADCへの正弦波信号の入力レベル
は、ADCのフルスケールであるべきである。なぜな
ら、測定にかかるノイズには、入力レベルに関係のない
成分も含まれており、フルスケール入力とした場合(こ
の場合が、SN比におけるシグナル成分が最も大き
い)、SN比が最もよい結果となるからである。ところ
が、ADCの入力部にはゲインエラー,オフセットエラ
ー等が存在しており、規定されたフルスケール入力値を
入力しても、これらのエラーにより、正弦波の頂上部が
クランプされて歪が増加してしまったり、フルスケール
に及ばなくなってしまう。
(2) The input level of the sine wave signal to the ADC should be at the full scale of the ADC. This is because the noise related to the measurement includes a component irrelevant to the input level, and when a full-scale input is used (in this case, the signal component in the SN ratio is the largest), the result that the SN ratio is the best is obtained. Because it becomes. However, there are a gain error, an offset error, and the like in the input section of the ADC. Even if a specified full-scale input value is input, the error causes the top of the sine wave to be clamped and the distortion to increase. Or fall short of full scale.

【0007】上記(1)の問題に対しては、図3に示し
た信号源としてより歪が小さいものを用いて該歪のノイ
ズへの算入を幾分でも低減することが行われている。し
かし、最近の高分解能、高速ADCを評価するための信
号源は、数MHzで−80〜−90dB程度であるた
め、上記要求に応えることはできず、これ以上純度の高
い信号源(低歪の信号源)の実現は現在の技術ではかな
り難しく、仮にこのような信号源が提供されたとして
も、コスト的な面で実用には適さない。また、ある程度
の歪がノイズに含まれることを許容し、FFT演算の結
果をみて歪と思われる部分を計算から除外する、と言っ
た方法もあるが、どこまでを歪とするかが不明確である
ため、この方法によってもノイズ成分を正確に求めるこ
とはできない。さらに、被測定ADC自身が有する歪の
場合には、ADCが変わるごとにその成分やレベルが変
化するため、その都度計算処理を変えたり、誤差を含む
のを承知で特定の歪のみを取り除いたりする等の処理を
行わざるを得ない。これにより、毎回違った計算をする
必要が生じ、計算に要する時間が膨大となる。逆に計算
時間を短くしようとすると誤差が増大する。
To solve the above problem (1), a signal source shown in FIG. 3 having a smaller distortion is used to reduce the inclusion of the distortion in the noise to some extent. However, recent signal sources for evaluating high-resolution, high-speed ADCs have a frequency range of -80 to -90 dB at several MHz, and therefore cannot meet the above-mentioned requirements. The realization of such a signal source is considerably difficult with the current technology, and even if such a signal source is provided, it is not suitable for practical use in terms of cost. There is also a method of allowing a certain amount of distortion to be included in the noise, and excluding from the calculation a portion that is considered to be distortion based on the result of the FFT operation. However, it is unclear how far the distortion should be. For this reason, the noise component cannot be accurately obtained by this method. Furthermore, in the case of the distortion of the ADC to be measured itself, since the component and the level change each time the ADC changes, the calculation process is changed each time, or only the specific distortion is removed by knowing that the ADC includes an error. Must be performed. As a result, a different calculation must be performed each time, and the time required for the calculation becomes enormous. Conversely, if the calculation time is reduced, the error increases.

【0008】上記(2)の問題に対しては、ゲンイエラ
ー,オフセットエラーの予想値を考慮し、これらのエラ
ーが生じても正弦波がクランプされない程度(通常90
%位)に入力レベルを下げて評価を行うことが行われて
いる。このような対策を講ずることにより、ゲインエラ
ー,オフセットエラーによる正弦波のクランプを防ぐこ
とができるが、シグナル成分を低く抑えることになるの
で、SN比の評価値の劣化が助長される。また、ADC
の出力からゲインエラー,オフセットエラーを計算して
信号源の出力レベルを再調整したり、フィードバック回
路を組み込んで自動調整したりする方法もあるが、ディ
ジタル演算に時間がかかる等、正しい出力レベルを得る
ことができるかわりに、測定効率が悪くなってしまう。
With respect to the problem (2), the expected values of the gain error and the offset error are taken into consideration, and the sine wave is not clamped even if these errors occur (usually 90%).
%), The input level is lowered to perform the evaluation. By taking such measures, it is possible to prevent a sine wave from being clamped due to a gain error and an offset error. However, since a signal component is suppressed to a low level, deterioration of the evaluation value of the SN ratio is promoted. ADC
There is a method of calculating the gain error and the offset error from the output of, and re-adjusting the output level of the signal source, or automatically adjusting the output level by incorporating a feedback circuit. Instead of being able to obtain it, the measurement efficiency is reduced.

【0009】[0009]

【発明の目的】本発明は上記のような問題を解決するた
めに提案されたものであって、正確かつ高速のSN比測
定方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above problems, and has as its object to provide an accurate and high-speed SN ratio measuring method.

【0010】[0010]

【発明の概要】本発明のSN比測定方法では、測定用正
弦波信号が、信号源から被測定ADCに与えられる。本
発明は、基本的には、前記測定用正弦波信号を、前記被
測定アナログ−ディジタルコンバータにサンプリングさ
せ、該サンプリングにより得られた時間軸データを周波
数軸データに変換し、該周波数軸データのうち、直流成
分、基本波成分および調波成分以外の成分からノイズ成
分を求め、該ノイズ成分と前記基本波成分とに基づきS
N比を求めることを特徴としている。たとえば、同一周
期内での複数のサンプリングにより上記ノイズ成分を求
めることもできるし、複数の周期にわたり複数のサンプ
リングを行い、ノイズ成分の測定結果の平均を取ること
で、ノイズ成分を求めることもできる。
SUMMARY OF THE INVENTION In the SN ratio measuring method of the present invention, a sine wave signal for measurement is provided from a signal source to an ADC to be measured. The present invention basically allows the analog-to-digital converter under test to sample the sine wave signal for measurement, converts time-axis data obtained by the sampling into frequency-axis data, Of these, a noise component is obtained from components other than the DC component, the fundamental wave component, and the harmonic component, and S is calculated based on the noise component and the fundamental wave component.
It is characterized in that the N ratio is obtained. For example, the noise component can be obtained by a plurality of samplings in the same cycle, or the noise component can be obtained by performing a plurality of samplings over a plurality of cycles and averaging the measurement results of the noise component. .

【0011】本発明では、被測定ADCに、測定用正弦
波信号をm周期(mは2以上の正の整数)にわたり与
え、ADCはm・2x回(xは正の整数)のサンプリン
グを行い、以下のようにしてSN比を求めることもでき
る。すなわち、上記サンプリングにより得られた時間軸
データにFFT演算,DFT(Discreet Fo
urier Transform)演算が施され、前記
時間軸データはm・xの周波数軸データ(スペクトラ
ム)に変換される。これらの周波数軸データは、(p−
1)・m+1番目(p=1,2,・・・,x)の第1の
周波数軸データ群と、この第1の周波数データ群を構成
する周波数軸データを含まない第2の周波数軸データ群
とに分別されて記憶される。
In the present invention, a sine wave signal for measurement is given to the ADC to be measured over m periods (m is a positive integer of 2 or more), and the ADC performs sampling by m × 2x times (x is a positive integer). The S / N ratio can also be determined as follows. That is, an FFT operation and a DFT (Discrete Foe) are applied to the time axis data obtained by the sampling.
uri Transform) operation is performed, and the time axis data is converted into mx frequency axis data (spectrum). These frequency axis data are (p−
1) The (m + 1) -th (p = 1, 2,..., X) first frequency axis data group and the second frequency axis data not including the frequency axis data constituting the first frequency data group It is separated and stored in groups.

【0012】第1の周波数軸データ群は、被測定ADC
が1周期わたり2x回のサンプリングを行ったときの周
波数軸データと等価である。第1の周波数軸データ群に
おける1番目の周波数軸データがDC成分であり、2番
目の周波数軸データ(すなわち、m周期にわたりm・2
x回のサンプリングを行った場合における、m+1番目
の周波数軸データ)が基本波成分である。したがって、
SN比における基本波成分(シグナル成分E
signal)は、
The first frequency axis data group includes the measured ADC.
Is equivalent to frequency axis data obtained when 2 × samplings are performed over one cycle. The first frequency axis data in the first frequency axis data group is a DC component, and the second frequency axis data (that is, m · 2 over m cycles)
The (m + 1) th frequency axis data when x samplings are performed is a fundamental wave component. Therefore,
Fundamental wave component (signal component E) in SN ratio
signal )

【0013】[0013]

【数3】 となる。また、第2の周波数軸データ群から、DC成
分,基本波成分,歪成分を含まないノイズ成分(E
noise)、
(Equation 3) Becomes Also, from the second frequency axis data group, a noise component (E
noise )

【0014】[0014]

【数4】 が算出される。(1−1)式,(1−2)式において、
E(i)はi番目の周波数軸成分を表している。なお、
これらの式についての詳細は後述する。こうして、20
log(Esignal/Enoise)により、SN
比が求められる。
(Equation 4) Is calculated. In equations (1-1) and (1-2),
E (i) represents the ith frequency axis component. In addition,
Details of these equations will be described later. Thus, 20
log (E signal / E noise ), SN
A ratio is determined.

【0015】なお、正弦波信号がクランプされるような
場合には、基本波成分は、(1−1)式によらず、時間
軸データ(サンプリングデータ)から求めることもでき
る。なお、FFTでは被変換データ数は2(Nは正の
整数)であることが条件となるため、時間軸データの周
波数軸データへの変換をFFTにより行う場合には、通
常、mは2(tは正の整数)、xは2n−1(nは正
の整数)とされる。一方、DFTでは被変換データ数は
任意であるので、このような制限はなく、mとして3,
5,6等、xとして50,500等の任意の値を採用す
ることができる。
In the case where the sine wave signal is clamped, the fundamental wave component can be obtained from time axis data (sampling data) instead of the equation (1-1). In the FFT, the number of data to be converted is 2 N (N is a positive integer). Therefore, when converting the time axis data to the frequency axis data by FFT, m is usually 2 t (t is a positive integer) and x is 2 n-1 (n is a positive integer). On the other hand, in the DFT, the number of data to be converted is arbitrary, and thus there is no such limitation.
Arbitrary values such as 50 and 500 can be adopted as x, such as 5, 6 and the like.

【0016】[0016]

【実施例】図1は、本発明の一実施例を示す説明図であ
る。同図では、信号源1が測定用正弦波信号を生成して
いる。この正弦波信号は、被測定ADC2に与えられ
る。この場合、正弦波は、規定されたフルスケールの振
幅とすることができる。被測定ADC2のサンプリング
クロックは、クロック発生器3により生成されている。
時間軸−周波数軸変換演算を行うことから、時間軸デー
タ(サンプリングデータ)の点数はm・2x(mは2以
上の正の整数,xは正の整数)である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, a signal source 1 generates a sine wave signal for measurement. This sine wave signal is provided to the ADC 2 to be measured. In this case, the sine wave may have a defined full-scale amplitude. The sampling clock of the ADC 2 to be measured is generated by the clock generator 3.
Since the time axis-frequency axis conversion operation is performed, the point of the time axis data (sampling data) is m · 2x (m is a positive integer of 2 or more, x is a positive integer).

【0017】ここでは、入力正弦波をディジタル変換し
たデータが偶数となるように、入力正弦波の周波数と、
サンプリングクロックの周波数が決定されている。本実
施例では、x=512,m=2であり、時間軸データの
点数は、m・2x=2048である。すなわち入力正弦
波2周期にわたり2048点のサンプリングを行うこと
にする。たとえば、入力正弦波の周波数が1kHzであ
るとすると、サンプリングクロックの周波数は、1.0
24MHzとなる。
Here, the frequency of the input sine wave is set so that the data obtained by digitally converting the input sine wave becomes an even number.
The frequency of the sampling clock has been determined. In the present embodiment, x = 512, m = 2, and the point of the time axis data is m · 2x = 2048. That is, sampling of 2048 points is performed over two cycles of the input sine wave. For example, if the frequency of the input sine wave is 1 kHz, the frequency of the sampling clock is 1.0
24 MHz.

【0018】被測定ADC2によりサンプリングされた
時間軸データは、バッファメモリ4に一旦ストアされ、
時間軸−周波数軸変換器(同図ではFFT演算器5)に
取り込まれる。なお、ここでは、FFT変換を可能とす
るべく、被変換データ(時間軸データ)数が2(Nは
正の整数)個となるようにm,xが選択(この場合に
は、m=2,x=2)されている。時間軸−周波数
軸変換器がDFT演算器等の、上記2の条件に拘束さ
れない演算器である場合には、mを2以上の任意の正の
整数、xを任意の正の整数とすることができる。この演
算器5は、時間軸データを周波数軸データに変換するF
FT演算を行う。このような演算の結果は、通常、実数
部と虚数部とに分けて出力される。ここでは、周波数軸
データは大きさのみからなるデータ(すなわち、スペク
トラム)として出力されているものとする。
The time axis data sampled by the ADC 2 to be measured is temporarily stored in the buffer memory 4,
It is taken in by a time axis-frequency axis converter (FFT arithmetic unit 5 in the figure). Here, m and x are selected so that the number of data to be converted (time axis data) is 2 N (N is a positive integer) so as to enable FFT conversion (in this case, m = 2 1 , x = 2 9 ). If the time axis-frequency axis converter is an arithmetic unit such as a DFT arithmetic unit which is not restricted by the above 2N condition, m is any positive integer of 2 or more, and x is any positive integer. be able to. The arithmetic unit 5 converts the time-axis data into frequency-axis data.
Perform FT operation. The result of such an operation is usually output separately for a real part and an imaginary part. Here, it is assumed that the frequency axis data is output as data having only a size (that is, spectrum).

【0019】FFT演算により、時間軸データ数の半
分、すなわちm・x(本実施例では1024)の周波数
軸データを得ることができる。これらの周波数軸データ
のうち、(p−1)・m+1番目(p=1,2,・・
・,x)(本実施例では、1番目,3番目,・・・,1
023番目)の周波数軸データが、第1の周波数軸デー
タ群を構成する。上記第1の周波数軸データ群以外の周
波数軸データ、すなわち第2,第4,・・・1024番
目の周波数軸データが、第2の周波数軸データ群とな
る。
By the FFT operation, half of the number of time axis data, that is, mx (1024 in this embodiment) frequency axis data can be obtained. Of these frequency axis data, (p−1) · m + 1th (p = 1, 2,...)
., X) (in the present embodiment, the first, third,..., 1
The 023rd frequency axis data constitutes a first frequency axis data group. The frequency axis data other than the first frequency axis data group, that is, the second, fourth,..., 1024th frequency axis data become a second frequency axis data group.

【0020】そして、第1の周波数軸データ群はメモリ
7Aに、第2の周波数軸データ群はメモリ7Bにそれぞ
れ別々にストアされる。メモリ7A,7Bへの周波数軸
データの振り分けはデータスイッチ6により行われる。
全ての周波数軸データがメモリ7A,7Bにストアされ
た後、演算器8により前記(1−1)式,(1−2)式
に基づく演算がなされ、必要に応じて、適宜の出力手段
(同図では、表示器9)に表示等がなされる。(1−
1)式,(1−2)式に、m=2,x=1024を各式
に代入すると、SN比におけるシグナル成分E
signalを表す(1−1)式は、以下のように表さ
れる。
The first frequency axis data group is stored separately in the memory 7A, and the second frequency axis data group is stored separately in the memory 7B. The distribution of the frequency axis data to the memories 7A and 7B is performed by the data switch 6.
After all the frequency axis data are stored in the memories 7A and 7B, the arithmetic unit 8 performs calculations based on the above-described equations (1-1) and (1-2). In the figure, a display or the like is displayed on a display 9). (1-
Substituting m = 2 and x = 1024 into the equations (1) and (1-2) gives the signal component E in the SN ratio.
The expression (1-1) representing the signal is represented as follows.

【0021】[0021]

【数5】 (Equation 5)

【0022】[0022]

【数6】 となる。上記(2−1)式および(2−2)式から、S
N比が求められる。
(Equation 6) Becomes From the above equations (2-1) and (2-2), S
An N ratio is determined.

【0023】[0023]

【数7】 (Equation 7)

【0024】以下、上記動作を詳細に説明する。理想の
ADCを考えると、上記のようにm周期にわたりm・2
x回のサンプリングを行った場合の時間軸データは、1
周期にわたり2x回のサンプリングを行い、この時間軸
データをm組並べたものと等価である。すなわち、上記
の実施例の場合には、2048点で2周期とった時間軸
データは、1024点で1周期とった時間軸データを2
組並べたものと等価ということになる。
Hereinafter, the above operation will be described in detail. Considering an ideal ADC, m · 2 over m periods as described above
The time axis data when sampling x times is 1
This is equivalent to sampling 2x times over a period and arranging m sets of this time axis data. That is, in the case of the above embodiment, the time axis data having two periods at 2048 points is the time axis data having one period at 1024 points.
It is equivalent to a set.

【0025】この結果を時間軸−周波数軸変換すると、
第2の周波数軸データ群は、必ず0となる。すなわち、
m周期にわたりm・2x回のサンプリングを行った場合
(便宜上、「ケースI」と称する)の時間軸データ数
は、1周期にわたり2x回のサンプリングを行った場合
(便宜上、「ケースII」と称する)のm倍になってい
るため、時間軸−周波数軸変換演算による周波数分解能
はm分の1になる。ところが、この場合の時間軸データ
は、1周期あたり2x回のサンプリングを行い、これを
m周期分とった時間軸データと内容は実質上同一であ
る。換言するなら、ケースIにおける時間軸データに
は、ケースIIにおける時間軸データと異なる情報は含
まれていない。このため、ケースIでの時間軸−周波数
軸変換結果と、ケースIIでの時間軸−周波数軸変換結
果とは全く同一となるはずである。
When this result is converted from time axis to frequency axis,
The second frequency axis data group is always 0. That is,
The number of time axis data when m × 2x samplings are performed over m periods (referred to as “case I” for convenience) is 2x times sampling over one period (referred to as “case II” for convenience) ), The frequency resolution by the time axis-frequency axis conversion calculation becomes 1 / m. However, in this case, the time axis data is sampled 2x times per cycle, and the contents are substantially the same as the time axis data obtained by taking this for m cycles. In other words, the time axis data in case I does not include information different from the time axis data in case II. Therefore, the result of the time axis-frequency axis conversion in case I and the result of the time axis-frequency axis conversion in case II should be exactly the same.

【0026】この論理を上記実施例にあてはめると、図
2(A),(B)のスペクトラム図に示すように、ケー
スI(2周期にわたり、2048点でサンプリングした
場合)において、周波数軸の奇数番目に現れる周波数軸
データ(図2(A))と、ケースII(1周期にわた
り、1024点でサンプリングした場合)において周波
数軸に順次現れる周波数軸データ(図2(B))とは同
一となる。図2(C)に1周期あたり1024回のサン
プリングが行われている様子を示す。なお、図2
(A),(B)において1番目の周波数軸データE
(1)はDC成分である。また、図2(A)における3
番目の周波数軸データE(3)および図2(B)におけ
る2番目の周波数軸データE(2)は基本波成分であ
る。また、図2(A)の5番目,7番目に現れている周
波数軸データE(5),E(7)および図2(B)の3
番目,4番目に現れている周波数軸データE(3),E
(4)は歪成分である。
When this logic is applied to the above embodiment, as shown in the spectrum diagrams of FIGS. 2A and 2B, in case I (when sampling at 2048 points over two cycles), the odd number of the frequency axis The frequency axis data (FIG. 2A) appearing second and the frequency axis data (FIG. 2B) sequentially appearing on the frequency axis in case II (when sampling at 1024 points over one cycle) are the same. . FIG. 2C shows a state in which 1024 samplings are performed per cycle. Note that FIG.
The first frequency axis data E in (A) and (B)
(1) is a DC component. In addition, 3 in FIG.
The second frequency axis data E (3) and the second frequency axis data E (2) in FIG. 2B are fundamental wave components. Further, the frequency axis data E (5) and E (7) appearing at the fifth and seventh positions in FIG.
And the fourth and fourth frequency axis data E (3), E
(4) is a distortion component.

【0027】ところで、図1において、ADC2の入力
段のノイズ、量子化誤差によるノイズは、ADC2の計
測時間とは無関係に存在する。このため、実際のADC
2の測定では、周波数軸データを(p−1)・m+1番
目(p=1,2,・・・,x)の周波数軸データ(第1
の周波数軸データ群)以外の周波数軸データ(第2の周
波数軸データ群)は必ずしも0とはならない。ノイズ成
分は、一般式で表すと、
In FIG. 1, noise at the input stage of the ADC 2 and noise due to the quantization error exist independently of the measurement time of the ADC 2. Therefore, the actual ADC
In the measurement of 2, the frequency axis data is (p−1) · m + 1th (p = 1, 2,..., X) frequency axis data (first
The frequency axis data (second frequency axis data group) other than the frequency axis data group (2) is not always zero. The noise component can be expressed by the general formula:

【0028】[0028]

【数8】 となる(これらのノイズ成分には歪は一切含まれていな
い)。上記実施例の場合には、
(Equation 8) (No distortion is included in these noise components). In the case of the above embodiment,

【0029】[0029]

【数9】 となる。なお、図2(A)にノイズ成分E(2),E
(4),・・・,E(1024)を示す。
(Equation 9) Becomes FIG. 2A shows noise components E (2) and E (2).
(4),..., E (1024).

【0030】これらのノイズ成分は、全周波数軸データ
に現れることになる。全周波数軸データに換算するため
には、一般的には(4)式を√{m/(m−1)}倍す
ればよいし、前記実施例の場合には(5)式を√2倍す
ればよい((1−2)式,(2−2)式参照)。なお、
時間軸データの点数が多ければ多い程(周波数軸データ
の分解能が、ノイズの帯域より小さければ小さい程)、
より精度が向上することは言うまでもない。
These noise components appear in all frequency axis data. In order to convert the data to all frequency axis data, generally, equation (4) may be multiplied by {m / (m-1)}, and in the case of the above embodiment, equation (5) may be multiplied by {2}. It may be multiplied (see equations (1-2) and (2-2)). In addition,
The greater the number of points in the time axis data (the smaller the resolution of the frequency axis data is smaller than the noise band),
Needless to say, the accuracy is further improved.

【0031】一方、(p−1)・m+1番目(p=1,
2,・・・,x)の周波数軸データ(第1の周波数軸デ
ータ群)、具体的には、図1におけるメモリ7Aにスト
アされた周波数軸データは、ケースII場合(1周期に
わたりx点でサンプリングを行った場合)の周波数軸デ
ータと等価である。したがって、基本波成分は、上記第
1の周波数軸データ群のm+1番目の周波数軸データに
より与えられる。
On the other hand, the (p-1) .m + 1 th (p = 1,
2, x) frequency axis data (first frequency axis data group), more specifically, the frequency axis data stored in the memory 7A in FIG. This is equivalent to the frequency axis data in the case where sampling is performed in (1). Therefore, the fundamental wave component is given by the (m + 1) th frequency axis data of the first frequency axis data group.

【0032】また、基本波成分は、バッファメモリ4に
ストアされている時間軸データから求めることもでき
る。測定された正弦波のクランプが大きくなければ、時
間軸−周波数軸変換の結果からでも誤差は殆ど無いが、
クランプが大きければ時間軸データから演算することが
好ましい。なお、図1の点線部分を演算回路とコントロ
ール手段で実現することもできる。
The fundamental wave component can also be obtained from the time axis data stored in the buffer memory 4. If the clamp of the measured sine wave is not large, there is almost no error even from the result of the time axis-frequency axis conversion,
If the clamp is large, it is preferable to calculate from the time axis data. The dotted line in FIG. 1 can be realized by an arithmetic circuit and control means.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、以
下の効果を奏することができる。 (1)SN比の計算過程におて、ノイズを、信号源ある
いはADCの入力アナログ部,変換特性のゆがみなどで
生ずる歪と分離して測定することができるので、SN比
を高精度に測定することができる。 (2)ADCの入力部にはゲインエラー,オフセットエ
ラー等ににより、正弦波の頂上部がクランプされて歪が
増加しても、上記したようにノイズの測定には影響しな
い。したがって、フルスケール入力を調整する必要が大
幅に低減されるので、より正確かつ高精度のSN比測定
が可能となる。 (3)上記の効果により、高精度の信号源を用いること
が必須ではなくなるので、ハードウェアの低価格化が可
能となる。 (4)演算器のコントロール手段を変更することで、既
存の回路、機器で本発明の測定方法の実施が可能とな
る。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (1) In the process of calculating the S / N ratio, noise can be measured separately from the signal source, the input analog part of the ADC, and the distortion generated by the distortion of the conversion characteristic, so that the S / N ratio can be measured with high accuracy. can do. (2) Even if the top of the sine wave is clamped at the input part of the ADC due to a gain error, an offset error, or the like, and the distortion increases, it does not affect the noise measurement as described above. Therefore, the necessity of adjusting the full-scale input is greatly reduced, so that more accurate and highly accurate S / N ratio measurement can be performed. (3) Due to the above effects, it is not necessary to use a high-precision signal source, so that hardware cost can be reduced. (4) By changing the control means of the arithmetic unit, the measurement method of the present invention can be implemented with existing circuits and equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の測定方法に用いる測定回路の一例を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a measurement circuit used for a measurement method of the present invention.

【図2】本発明の測定方法の作用を説明するための図で
あり、(A)は本発明においてm=2,x=512とし
た場合のスペクトラム図、(B)は従来方法において1
周期にわたり1024回のサンプリングを行った場合の
スペクトラム図、(C)は1周期にわたって1024回
のサンプリングが行われている様子を示す図である。
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining the operation of the measuring method of the present invention, wherein FIG. 2A is a spectrum diagram when m = 2 and x = 512 in the present invention, and FIG.
FIG. 4C is a spectrum diagram when 1024 samplings are performed over a period, and FIG. 4C is a diagram illustrating a state where 1024 samplings are performed over one period.

【図3】従来のSN比測定方法を説明するための図であ
る。
FIG. 3 is a diagram for explaining a conventional SN ratio measuring method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 正弦波信号源 2 被測定ADC 3 クロック発生器 4 バッファメモリ 5 FFT演算器 6 データスイッチ 7A,7B メモリ 8 演算器 9 表示器 Reference Signs List 1 sine wave signal source 2 ADC to be measured 3 clock generator 4 buffer memory 5 FFT calculator 6 data switch 7A, 7B memory 8 calculator 9 display

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 1/00 - 1/88 G01R 31/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H03M 1/00-1/88 G01R 31/28

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被測定アナログ−ディジタルコンバータ
に測定用正弦波信号を与え、 前記測定用正弦波信号をm周期(mは2以上の正の整
数)にわたり、前記被測定アナログ−ディジタルコンバ
ータにm・2x回(xは正の整数)サンプリングさせ、 該サンプリングにより得られた時間軸データをm・xの
周波数軸データに変換し、 該周波数軸データを(p−1)・m+1番目(p=1,
2,・・・,x)の第1の周波数軸データ群と、これら
の周波数軸データ群以外の周波数軸データからなる第2
の周波数軸データ群とに分別して記憶し、 第1の周波数軸データ群および第2の周波数軸データ群
から、 【数1】 【数2】 を求め(ただし、E(i)はi番目の周波数軸データの
値)、 これら基本波成分およびノイズ成分に基づきSN比を求
めることを特徴とするアナログ−ディジタルコンバータ
のSN比測定方法。
A sine wave signal for measurement is supplied to an analog-to-digital converter to be measured, and the sine wave signal for measurement is applied to the analog-to-digital converter for measurement over m periods (m is a positive integer of 2 or more). 2 × times (x is a positive integer) sampled, the time axis data obtained by the sampling is converted to m × x frequency axis data, and the frequency axis data is (p−1) × m + 1 th (p = 1,
, X) and a second frequency axis data group other than these frequency axis data groups.
Is stored separately from the first frequency axis data group and the second frequency axis data group. (Equation 2) (Where E (i) is the value of the i-th frequency axis data), and the SN ratio is calculated based on the fundamental component and the noise component.
【請求項2】 基本波成分を、前記サンプリングにより
得られた時間軸データから求め、この基本波成分と前記
ノイズ成分とに基づきSN比を求める、ことを特徴とす
請求項1に記載のアナログ−ディジタルコンバータの
SN比測定方法。
2. An analog according to claim 1 , wherein a fundamental wave component is obtained from time axis data obtained by said sampling, and an SN ratio is obtained based on said fundamental wave component and said noise component. -A method for measuring the S / N ratio of a digital converter.
JP35335692A 1992-12-12 1992-12-12 Method for measuring SN ratio of analog-to-digital converter Expired - Fee Related JP3167472B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35335692A JP3167472B2 (en) 1992-12-12 1992-12-12 Method for measuring SN ratio of analog-to-digital converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35335692A JP3167472B2 (en) 1992-12-12 1992-12-12 Method for measuring SN ratio of analog-to-digital converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06181433A JPH06181433A (en) 1994-06-28
JP3167472B2 true JP3167472B2 (en) 2001-05-21

Family

ID=18430285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35335692A Expired - Fee Related JP3167472B2 (en) 1992-12-12 1992-12-12 Method for measuring SN ratio of analog-to-digital converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3167472B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7411223B2 (en) 2020-05-08 2024-01-11 慶應義塾 Method for transparentizing a specimen and method for producing a transparent specimen

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008047944A (en) * 2004-12-01 2008-02-28 Advantest Corp Test method and test apparatus for da converter, and da converter
US7778785B2 (en) * 2008-02-14 2010-08-17 Advantest Corporation Signal-to-noise ratio measurement for discrete waveform
CN114966373A (en) * 2022-05-24 2022-08-30 江苏科技大学 Method and system for testing parameters of analog-to-digital conversion chip of integrated circuit

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
トランジスタ技術SPECIAL no16〜特集A−D/D−A変換回路技術のすべて,p33,CQ出版株式会社

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7411223B2 (en) 2020-05-08 2024-01-11 慶應義塾 Method for transparentizing a specimen and method for producing a transparent specimen

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06181433A (en) 1994-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3745962B2 (en) Interleave AD conversion waveform digitizer device and test device
Pereira et al. An FFT-based method to evaluate and compensate gain and offset errors of interleaved ADC systems
US20020005794A1 (en) Evaluation system for analog-digital or digital-analog converter
US7471221B2 (en) Analog/digital converter and program therefor
US20040174284A1 (en) Method and apparatus for the recovery of signals acquired by an interleaved system of digitizers with mismatching frequency response characteristics
US4667296A (en) Testing the transfer function linearity of analogue input circuits
Tilden et al. Overview of IEEE-STD-1241" standard for terminology and test methods for analog-to-digital converters"
JP3167472B2 (en) Method for measuring SN ratio of analog-to-digital converter
Linnenbrink et al. ADC testing
US7106236B2 (en) Method for converting A/D, and an A/D converting apparatus
Fowler Part 7: analog-to-digital conversion in real-time systems
US6281819B1 (en) Device for ENOB estimation for ADC's based on dynamic deviation and method therefor
Rapuano Preliminary considerations on ADC standard harmonization
JPS61103320A (en) Test method of analog-digital converter
GB2337882A (en) Testing analog to digital converters
Gee Design and test aspects of a 4-MHz 12-bit analog-to-digital converter
KR100219546B1 (en) Apparatus and method for testing fast ADC
Stakhova Analysis of the influence of final resolution on ADC accuracy
JPH0634681A (en) Fft analyzer
Mishra et al. Determination of Nonlinearity and Effective Resolution of an A/D Converter for Arbitrary Application Input
Hummels et al. Discrete-time dynamic compensation of analog-to-digital converters
Kester et al. Testing data converters
Kings et al. Automated testing of high speed high resolution, A to D converters
JPH04255114A (en) Bit error detection circuit for analog/digital converter
Chen et al. A background time-skew calibration technique in flash-assisted time-interleaved SAR ADCs

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080309

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090309

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100309

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees