Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ADC Pattern Test


von NewADCTester (Gast)


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Hallo zusammen,

folgendes IC(ADC):

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/LTM9011-14-9010-14-9009-14.pdf

Ich habe die Aufgabe einen Test zu entwickeln mit dem wir eine Aussage 
ueber die Funktion und Qualitaet der Umwandlung zu treffen.

Hier meine Fragen:
1. Was wird mit dem sogenannten "ADC Pattern Test" getestet?
2. Wie aussagekraeftig ist der Test bezogen auf Funktion der ADC und die 
Qualitaet der Umwandlung?

Gruess & Danke
ADCTester

von Gustl B. (gustl_b)


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NewADCTester schrieb:
> Was wird mit dem sogenannten "ADC Pattern Test" getestet?

Wenn du das digital output test pattern meinst, dann ist dafür gedacht 
die Verbindung zwischen ADC und FPGA zu testen. Das hat mit den 
Analogeingängen des ADCs nix zu tun.

Tja wie testet man einen ADC?
Mit einer sehr sauberen Sinusquelle. Und man kann das Rauschen messen 
bei Gleichspannung oder kurzgeschlossenem Eingang.

von NewADCTester (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Wenn du das digital output test pattern meinst, dann ist dafür gedacht
> die Verbindung zwischen ADC und FPGA zu testen. Das hat mit den
> Analogeingängen des ADCs nix zu tun.

==> genau das meine ich. Danke fuer deine Antwort.

> Tja wie testet man einen ADC?
> Mit einer sehr sauberen Sinusquelle. Und man kann das Rauschen messen
> bei Gleichspannung oder kurzgeschlossenem Eingang.

==> Waere es moeglich einwenig genauer zu sein?

==> Linearitaet, Gain usw. sind es nicht wichtig?

Gruess & Danke
ADCTester

von Wolfgang (Gast)


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NewADCTester schrieb:
> folgendes IC(ADC):

Welches?
Das verlinkte Datenblatt beschreibt eine ganze Gruppe on ADCs, i.e. 
LTM9009, LTM9010 und LTM9011.
Aber was hat der genaue Typ mit deiner doch sehr allgemeinen Frage zu 
tun?

> 1. Was wird mit dem sogenannten "ADC Pattern Test" getestet?

Das könntest du denjenigen Frage, der dir die Aufgabe gegeben hat.
Ansonsten gibt es von den Herstellern Application Notes über die 
Charakterisierung von ADCs, z.B.
https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN2438.pdf

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Das Datenblatt sagt wenig aus
"Digital Output Test Pattern To  allow  in-circuit  testing  of  the 
digital  interface  to  the  A/D, there is a test mode that forces the 
A/D data outputs (D13-D0)  of  all  channels  to  known  values.  The 
digital  output test patterns are enabled by serially programming mode 
control registers A3 and A4. When enabled, the test patterns override 
all other formatting modes: 2’s comple-ment and randomizer."

https://www.analog.com/media/en/dsp-documentation/evaluation-kit-manuals/dc1751afc.pdf
zum Demo-Board gibt es eine Software
Test  Pattern:  Selects  Digital  Output  Test  Patterns.  The desired 
test  pattern  can  be  entered  into  the  text  boxes provided."

Das scheint keine große Sache zu sein, die "known values" muss man 
anscheinend selbst vorgeben.

von NewADCTester (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Welches?
> Das verlinkte Datenblatt beschreibt eine ganze Gruppe on ADCs, i.e.
> LTM9009, LTM9010 und LTM9011.
> Aber was hat der genaue Typ mit deiner doch sehr allgemeinen Frage zu

LTM9010-14 ist es :-) Sory.

von Gustl B. (-gb-)


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NewADCTester schrieb:
> ==> Waere es moeglich einwenig genauer zu sein?
>
> ==> Linearitaet, Gain usw. sind es nicht wichtig?

Da bin ich selber kein Profi. Mit einem sauberen Sinus kann man wohl die 
SINAD und THD bestimmen. Mit sauberer Gleichspannung oer 
kurzgeschlossenen Eingängen die ENOB und den Noise.

Kann mich da aber auch irren, ich habe das noch nie korrekt gemacht weil 
mir saubere Sinusquellen fehlen.

von NewADCTester (Gast)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Das Datenblatt sagt wenig aus
> "Digital Output Test Pattern To  allow  in-circuit  testing  of  the
> digital  interface  to  the  A/D, there is a test mode that forces the
> A/D data outputs (D13-D0)  of  all  channels  to  known  values.  The
> digital  output test patterns are enabled by serially programming mode
> control registers A3 and A4. When enabled, the test patterns override
> all other formatting modes: 2’s comple-ment and randomizer."
>
> 
https://www.analog.com/media/en/dsp-documentation/evaluation-kit-manuals/dc1751afc.pdf
> zum Demo-Board gibt es eine Software
> Test  Pattern:  Selects  Digital  Output  Test  Patterns.  The desired
> test  pattern  can  be  entered  into  the  text  boxes provided."
>
> Das scheint keine große Sache zu sein, die "known values" muss man
> anscheinend selbst vorgeben.

Hi Christoph,

ich habe einen Program mit dem ich die Pattern erzeuge.

Aber reicht es aus um eine Aussage zu treffen dass der ADC funktioniert 
und um die Qualitaet der Umwandlung zu beurteilen?? Anscheinend nicht da 
wie oben beschrieben nur der digitale Teil zw. ADC und FPGA getestet 
wird.

Wie ich das verstehe mit dem "Digital Output Test Pattern" wird hoch und 
runter geschaltet(0 und 1 gesetzt) und am Ausgang in FPGA werden die 
gezaehlt.

von Gustl B. (-gb-)


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NewADCTester schrieb:
> Aber reicht es aus um eine Aussage zu treffen dass der ADC funktioniert

Teilweise. Wenn du das Pattern empfangen kannst, dann funktioniert 
zumindest der ADC-Teil der mit der Ausgabe der Daten zu tun hat.

NewADCTester schrieb:
> um die Qualitaet der Umwandlung zu beurteilen?

Nein.

von Achim S. (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Mit sauberer Gleichspannung oer
> kurzgeschlossenen Eingängen die ENOB und den Noise.

Die ENOB bestimmt man rechnerisch aus dem SNR (bzw. SINAD), d.h. das 
beruht meist auch auf einer Messung mit einem full scale sinus am Einang 
des ADCs gemessen.

@TO: die Hersteller beschreiben meist ganz gut, wie sie ihre ADCs 
charakterisieren/testen. Oben war schon ein Link zu NXP, hier noch einer 
zu Analog Devices (speziell für deren high speed ADCs)
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/AN-835.pdf

von HildeK (Gast)


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NewADCTester schrieb:
> um die Qualitaet der Umwandlung zu beurteilen?

Wir haben das (vor langer Zeit) mal gemacht. Du brauchst:
- eine Signalquelle, deren Daten deutlich besser sind, als der AD laut 
Spezifikation können muss
- einen 'perfekten' Taktgenerator, der sehr jitterarm und stabil sein 
muss.
Qualitätsmängel in beiden gehen negativ in das Ergebnis ein.

Wir haben dann mit einem Logikanalyser Daten aufgenommen und in Mathcad 
(?) die FFT berechnet. Daraus lassen sich z.B. die effektive Auflösung 
bestimmen, Nichtlinearitäten u.a. sieht man an den Harmonischen.
Details sind leider zu lange her ...

von Christian R. (supachris)


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Wir haben dieses ADC Modul auch im Einsatz. Die Pattern sind 
ausschließlich zur Beurteilung der digitalen Verbindung zwischen ADC und 
FPGA sinnvoll.
Man kann das auch zum "Training" der Input Delays an den ISERDES 
benutzen.

von NewADCTester (Gast)


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Christian R. schrieb:
> Wir haben dieses ADC Modul auch im Einsatz. Die Pattern sind
> ausschließlich zur Beurteilung der digitalen Verbindung zwischen ADC und
> FPGA sinnvoll.
> Man kann das auch zum "Training" der Input Delays an den ISERDES
> benutzen.

Hi Christian,

welche Messungen macht Ihr denn bei der Produktion/Endtest eure Geraete?

von Christian R. (supachris)


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Ganz am Ende testen wir nach DIN EN 12668-1 und DIN EN ISO 18563-1.
Die Diskussion um ENOB, SNR usw ist doch rein akademisch, vor so einen 
ADC kommt ja in der Regel noch jede Menge Verstärker Kram und der 
beeinflusst die Kennwerte viel mehr als so ein Bolide von ADC.
Bau doch mal einen Vorverstärker mit sagen wir 0...80dB Verstärkung und 
40Mhz Bandbreite der weniger SNR hat als der ADC ;)

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