用超高纯度的正弦波振荡器测试18位ADC

　　关键是要从LED偏移中消除与振荡器相关的信号分量，以维持低的失真。任何这类残留成分都会调制振荡器的波幅，从而引入不纯净的频率分量。带宽限制的AGC信号路径有很好的滤波。

　　Q1基极大的RC时间常数提供了一个陡峭滚降的最终响应。Q1的射极电流表明，10mA总电流中有大约1nA振荡器相关纹波，这小于0.1ppm (图3)。振荡器只需要一只100Ω电位器就能实现这个性能。这个调节符合图2中的说明，并确定了AGC捕捉区间的中点。

　　振荡器的失真

　　验证振荡器的失真需要复杂的测量技术。如果试图用传统的失真分析仪去测量，就会遇到一些限制，哪怕采用了高端机型。示波器可以用于显示分析仪输出端的残留失真(图4)。对于任何与振荡器有关的信号活动，放大器的本底背景都显示出微弱的噪声与不确定性。

　　惠普公司的HP-339A分析仪给出了18ppm的最小可测失真。图中显示仪器读数为9ppm，这超出了设备的规格，因此高度存疑。测得的失真等于或接近于设备极限时，会产生显著的不确定性，接近于设备极限的失真测量很难有令人满意的结果(参考文献1)。

　　要对振荡器失真做有意义的测量，就需要使用低不确定性本底的专用分析仪。Audio Precision公司的2722分析仪有最大2.5ppm的THD+N (总谐波失真+噪声)，典型THD+N为1.5ppm。该仪器对振荡器的THD做了三次测量，得出的THD值为：在3ppm、5.8ppm和2.4ppm时分别为 -110dB、-105dB和-112dB(图5)。这些测量结果为将该振荡器用于确定ADC保真度特性提供了信心。

ADC测试

　　在测试ADC时，将振荡器输出连接到ADC的输入放大器上。测量的是ADC与ADC输入放大器联合产生的失真。然后用一台计算机检查ADC的输出，它量化表示出了频谱误差的分量(图6)。

　　从凌力尔特技术公司网站上可以下载到用于测量的代码，并获得输入放大器、ADC、计算机数据采集，以及时钟电路板。相关部件包括：一只晶振、凌力尔特技术公司的LT6350放大器、LTC1279 ADC、DC718接口卡以及能够驱动50Ω的任何一种稳定的低相位噪声3.3V时钟。

计算机显示的内容包括时域的信息，给出了定位于转换器工作区间中心的偏移正弦波。它还显示了详细的列表读数，以及一个指示出频谱误差分量的傅里叶变换。待测的放大器/ADC组合产生-111 dB的二次谐波失真，大约为2.8 ppm。较高频的谐波远低于这个水平，表明ADC及其输入放大器都工作正常，并处于规格范围内。谐波抑制可能出现在振荡器与放大器/ADC组合之间，这就要求对放大器/ADC样品做多次测试，增加对测量的信心。

　　参考文献

　　1. Williams, Jim, “Bridge Circuits: Marrying Gain and Balance,” Application Note 43, Linear Technology, June 1990.