数转换板测试仪.pdf

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1、a叶拉2014年第27卷第3期ElectronicSci．&Tech．／Mar．15．2014模／数转换板测试仪燕一松，李涛涛，闰晨阳(西安电子科技大学电子信息攻防对抗与仿真重点实验室，陕西西安710071)摘要在基于FPGA和ARM搭建的硬件平台上，设计了一套数字／模拟转换板的精度测试仪器，用于测试转换板的精度与分辨率。该测试仪已经通过实测验证，其信号源分辨率高达20V，测试精度可达16LSB，可满足用P需求。关键词数字／模拟转换；测试精度；分辨率中图分类号TP335．4文献标识码A文章编号1007—7820(2014)03—140—03ATestInstrumentforDigitalt

2、oAnalogConverterBoardYANYisong，LITaotao，YANChenyang(KeyLaboratoryofElectronicInformationCountermeasureandSimulation，XidianUniversity，Xi’an710071，China)AbstractThispaperdesignsprecisiontestinstrumentfortestingtheaccuracyandresolutionofA／DconverterboardbasedonFPGAandARMplatform．Thisinstrumenthasbeenv

3、erifiedbytheactualtestwithasourceresolu．tionupto20Vandanaccuracyupto16LSB．KeywordsA／Dconverter；testaccuracy；resolutionratio板，进行模拟数字转换并将转换结果由串口输出给显1系统总体设计示处理模块。模拟／数字转换板在当前电子设备系统中起着重2硬件平台设计要作用，其工作状态是否正常直接影响电子产品的工作。本文设计的模数转换板测试仪，能对A／D转换板系统由FPGA，ARM，20位高精度DAC和上位机的性能进行测试。该仪器主要由测试主机，适配器和组成。FPGA采用Cyclone3

4、系列进行总体控制，并辅电缆组成，如图1所示。以AD5791产生模拟信号源，ARM选择三星公司的适配器测试主机AT91RM9200控制系统通信，上位机使用平板电脑内置在主机箱进行测试控、制通道选择、数据处理和结果显示。在内部电路设计过程中，为降低温度漂移对输出稳定的影响，PCB采用多点接地，数字地和模拟地分离以降低压降，选择器件AD8676作基准缓冲和AD8675作输出缓冲J。A／D输出选用SMA接口，并使用同轴电缆将主机箱与测试箱进行互联。电缆选用尽量短的等图1A／D测试仪整体结构图长线制作，并进行共地线处理，线粗为0．8mm，通过降低内阻控制线上温度的上升来减小误差。其中测试主机由测试模块

5、，控制通信模块和处理显示模块等几部分组成。测试模块由FPGA配置外围3软件设计电路组成模拟信号产生器，控制模块由ARM负责系统3．1FPC4~与ARM接口设计各部分之间的信号传输控制，显示处理模块对适配器FPGA接收ARM提供的数据和通道选择地址，进返回数据进行分析处理并且显示测试结果。适配器内行解码和后续处理并传输给其他部分。ARM中数据装载两个PC104接口的128针插槽，一个接校准板，对存储输出格式由静态存储控制器(SMC)控制J。设模拟电压输出进行测试校准；另一个接待测A／D转换计使用型号ARM9200提供8个寄存器，选择SMC—CSR3，其偏移地址OXOC，复位状态0X000020

6、00。根据收稿日期：2013．08—26作者简介：燕一松(1989一)，男，硕士研究生。研究方向：FPGA部分采样要求，SMC状态字配置选择每帧l6位FPGA设计。E—mail：wacy0607@126．com传输，数据保持两个周期，每个有效指令分为两个16140——www．dianzikPji．0rg燕一松，等：模／数转换板测试仪范围，计算最小分辨率．分辨率=(5)二一l设计中特定的待测A／D转换板7路通道转换倍率各有区别，分别为10倍输出，5倍输出，2倍输出和基准输出。以一倍转换数据为基准，基准参考电压为一1O一+10V，有效位为16位，最小分辨率0．3mV。而由于转换过程中产生的误差以

7、及A／D本身的失调图5模数转换测试仪实物图误差和增益误差影响，使A／D转换板的转换精度可能降低不到16位-7]。由式(6)7结束语N(LSB)=log2+1(6)设计为定制A／D转换板提供了一套测试设备，对U其工作状态及转换性能进行检测。由于硬件限制，设计可以计算出转换精度Ⅳ，并显示在上位机程序界面。中误差校准模块仍有部分欠缺。今后将考虑引入校准若果测试性能不能达到16位，显示结果为红色，状态数9／模拟转换反