动态指标测试说明
一、 动态范围(Dynamic Range)
定义:一个信号系统的动态范围被定义成最大不失真电平和噪声电平的差。 计算公式:DR=SINAD-20*log10(基频幅值 /满量程幅值)
测试步骤:1.打开“动态范围”测试程序,配置物理通道、耦合方式、采样率、采样点数、量程范围及带宽等参数;2. 信号源输出频率为1kHz、幅值为-60dBFS的正弦波至被测通道;3. 运行测试程序,选择不同增益、不同采样率开始测试,将测试结果与用户手册指标进行对比,得出测试结论。 技术指标:见表1。(PXIe-3348指标)
动态范围(dBFS)1,2 增益(dB) fs = 51.2kS/s fs = 102.4kS/s fs = 204.8kS/s3 30 100 96 93 20 108 104 100 10 110 107 101 0 111 108 102 1 输入信号为1kHz正弦波,-60dBFS 2 交流耦合 3 带宽20Hz ~ 80kHz 表1 动态范围技术指标
测试程序:见图1。
图1 动态范围测试程序
二、 无杂散动态范围(Spurious-freeDynamicRange,SFDR)
定义:无杂散动态范围指载波频率(最大信号成分)的RMS幅度与次最大噪声成分或谐波失真成分的RMS值之比,SFDR通常以dBc (相对于载波频率幅度)或dBFS (相对于ADC
的满量程范围)表示。
计算公式:SFDR=20*log10(基频幅值/除基频外其他最大幅值)
测试步骤:1.打开“无杂散动态范围”测试程序,配置物理通道、耦合方式、采样率、采样点数、量程范围及带宽等参数;2. 信号源输出频率为1kHz、幅值为-1dBFS的正弦波至被测通道;3. 运行测试程序,选择不同增益、不同采样率开始测试,将测试结果与用户手册指标进行对比,得出测试结论。 技术指标:见表2。(PXIe-3348指标)
增益(dB) 无杂散动态范围(dBc)1,2,3 30 98 20 99 10 100 0 101 1 fs = 204.8 kS/s 2 输入信号为1kHz正弦波,-1dBFS 3 交流耦合 表2 无杂散动态范围技术指标
测试程序:见图2。
图2 无杂散动态范围测试程序
三、 总谐波失真(Total Harmonic Distortion)
定义:总谐波失真是指用信号源输入时,输出信号比输入信号多出的额外谐波成分。谐波失真是由于系统不是完全线性造成的,它通常用百分数来表示。所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。 计算公式:THD=H/F
测试步骤:1.打开“总谐波失真”测试程序,配置物理通道、耦合方式、采样率、采样
点数、量程范围等参数;2.信号源输出频率为x(带宽范围内选测试点)、幅值为-1dBFS的正弦波至被测通道;3.改变信号频率,测试并记录数据,绘制信号幅值-频率图,找出频率带宽范围内幅值最高点;4. 运行测试程序,选择不同增益、不同采样率、不同带宽范围开始测试,将测试结果与用户手册指标进行对比,得出测试结论。 技术指标:见表3。(PXI-3346指标)
总谐波失真(dBc)1,2 增益 fs = 204.8 kS/s fs = 204.8 kS/s fin = 22Hz ~ 20 kHz3 fin = 22Hz ~ 80 kHz4 30 -93 -79 20 -94 -91 10 -94 -93 0 -94 -93 1 输入信号幅度为-1dBFS 2 交流耦合 3 带宽20Hz ~ 23.2kHz 4 带宽20Hz ~ 80kHz 表3 总谐波失真技术指标
测试程序:见图3。
图3 总谐波失真测试程序
四、 总谐波失真加噪声(Total Harmonic Distortion +Noise)
定义:THD+N是表示失真+噪声,因此THD+N自然是越小越好。它是音频功率放大器的一个主要性能指标,也是音频功率放大器的额定输出功率的一个条件。 计算公式:THD+N= sqrt(H^2+N^2)/ sqrt(F^2+N^2+H^2)=1/SINAD
测试步骤:1.打开“总谐波失真加噪声”测试程序,配置物理通道、耦合方式、采样率、采样点数、量程范围及带宽等参数;2.信号源输出频率为x(带宽范围内选测试点)、幅值为-1dBFS的正弦波至被测通道;3.改变信号频率,测试并记录数据,绘制信号幅
值-频率图,找出频率带宽范围内幅值最高点;4. 运行测试程序,选择不同增益、不同采样率、不同带宽范围开始测试,将测试结果与用户手册指标进行对比,得出测试结论。 技术指标:见表4。(PXIe-3348指标)
总谐波失真加噪声(dBc)1,2 增益 fs = 51.2 kS/s fs = 204.8 kS/s 3fin = 22Hz ~ 20 kHz fin = 22Hz ~ 80 kHz4 30 -92 -75 20 -93 -82 10 -94 -83 0 -94 -83 1 输入信号幅度为-1dBFS 2 交流耦合 3 带宽20Hz ~ 23.2kHz 4 带宽20Hz ~ 92.8kHz 表4 总谐波失真加噪声技术指标
测试程序:见图4。
图4 总谐波失真加噪声测试程序
五、 串扰(Crosstalk)
定义:串扰是两条信号线之间的耦合、信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。 PCB板层的参数、信号线间距、驱动端和接收端的电气特性及线端接方式对串扰都有一定的影响。 计算公式:
测试步骤:1.打开“串扰”测试程序,配置物理通道、耦合方式、采样率、采样点数、量程范围等参数;2.信号源输出频率为1kHz或80kHz、幅值为-1dBFS的正弦波至被测
通道,并将相邻通道短接;3.运行测试程序,选择不同增益、不同频率开始测试,将测试结果与用户手册指标进行对比,得出测试结论。 技术指标:见表5。(PXIe-3348指标)
增益(dB) 30 20 10 0 1 输入信号幅度为-1dBFS 2 相临通道输入端短接 相临通道的串扰(dBc)1,2 fin = 1kHz fin = 80kHz -115 -95 -125 -95 -125 -95 -125 -105 表5 通道间串扰技术指标
测试程序:见图5。
图5 通道间串扰测试程序
六、 空闲通道噪声(Idle Channel Noise)
定义:其中一个噪声信号称为空闲信道噪声,简而言之,这是一个小幅度的噪声源,它存在于与模拟输入信号无关的信道中,可以通过A/D变换器进行量化。 计算公式:
测试步骤:1.打开“空闲通道噪声”测试程序,配置物理通道、耦合方式、采样率、采样点数、量程范围及带宽等参数;2.短接被测通道;3.运行测试程序,选择不同增益、不同采样率开始测试,将测试结果与用户手册指标进行对比,得出测试结论。 技术指标:见表6。(PXIe-3348指标)
增益(dB) 空闲通道噪声(μVrms)1 fs = 51.2kS/s fs = 102.4kS/s fs = 204.8kS/s