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1、第9期电子学报Vol.37No.92009年9月ACTAELECTRONICASINICASep.2009测试高分辨率ADC有效位数的HHT方法王慧,刘正士,汪家慰,王勇(合肥工业大学噪声与振动工程研究所,安徽合肥230009)摘要:提出一种新颖的正弦拟合法,它基于希尔伯特2黄变换(HHT)以及遍历法,从A/D转换器(ADC)输出数据中求出拟合正弦曲线的各个波形参数.和传统3参数和4参数正弦拟合法不同,它省去了严格选取参数初值的步骤,避免了求解非线性方程组.利用该方法,在信号源分辨率仅有7位以及含有谐波失真和噪声失
2、真的情况下,实现了对14位ADC有效位数(ENOBs)的精确评价.关键词:高分辨率;A/D转换器;有效位数;Hilbert2Huang变换;遍历法中图分类号:TN957152文献标识码:A文章编号:037222112(2009)0922072205TheHHTMethodforTestingtheEffectiveNumbersofBitsofHigh2ResolutionAnalogtoDigitalConverterWANGHui,LIUZheng2shi,WANGJia2wei,WANGYong(Instit
3、uteofSound&VibrationResearch,HefeiUniversityofTechnology,Hefei,Anhui230009,China)Abstract:Asine2wavefittingmethodisputforward.Unlikeclassicalthree2orfour2parametersine2wavefittingprocedure,thismethodavoidsselectinginitialvalueoftheparametersandworkingoutthenon
4、linearequations.BymeansofboththeHilbert2Huangtransform(HHT)andthetraversalmethod,underthecircumstancesof72bitsignalsource,andwithboththeharmonicdistor2tionandthenoisedistortionexisting,parametersoffittingsinusoidareobtainedfromtheanalog2to2digitalconverter(ADC
5、)outputdata,andthentheeffectivenumberofbits(ENOBs)of142bitADCaretestedaccurately.Thesimulationprovesthatthisalgorithmispreciseandefficient.Keywords:high2resolution;analog2to2digitalconverter;effectivenumberofbits;Hilbert2Huangtransform;traversalmethod谱上表现出来.但它
6、不能避免频谱泄露和ADC以外的1引言误差源对测试带来的影响.当使用分辨率较低的信号源有效位数(ENOBs)是用来表述A/D转换器(ADC)测试高分辨率的ADC时,测试结果将存在较大的偏差.和以A/D转换为特征的模拟量数字化测量仪器设备的正弦拟合法是对测试数据按照某种拟合残差为最一项总体指标,它是以动态信号激励下等效A/D转换小的准则,以正弦函数为回归模型的一种最小二乘回归位数概念为内涵的一项动态特性指标.它包含了非线性分析方法.首先将某ADC所能接受的满量程正弦信号误差、动态噪声、谐波失真和杂波失真等误差因素.由于
7、送给ADC数字化,其结果存放在存储器中,然后利用输ENOBs包含误差因素较为全面,因此获得了较为广泛的入信号的数据记录拟合一个正弦函数.进一步计算出理[1～3]应用和认可.许多标准和产品中均使用了该指标.想正弦函数与实际拟合函数之间的均方根误差后,即可ENOBs的测试通常有频域和时域两种方法:快速傅计算出ENOBs.IEEE标准1057[4]和1241[5]分别提出了[4,5]里叶变换(FFT)法和正弦拟合法.两种方法,它们各自估计了一条最佳拟合采样数据的正FFT法是对时域采集的一组数据进行FFT运算,得弦曲线的3
8、个参数(幅值、相位和直流分量)和4个参数到采样信号的傅立叶频谱.然后从频谱中计算信号、噪(幅值、相位、直流分量和频率).声及谐波分量的功率,求出信噪谐波比(SINAD),再计正弦拟合方法具有参数准确度高、稳定性好、复现算出ENOBs.性强以及分辨率不受量化误差限制的优点,而且拟合参FFT法的优点是数学运算容易、运算速度高、程序数本身的误差和不确定度分析已有较
