滤波器在音频ADC/DAC测试中的应用

论文摘要

随着消费类电子产品的迅速发展,作为其重要组成部分的内嵌音频ADC(模数转换器)/DAC(数模转换器)的性能也不断更新,主要体现在分辨率的不断提高上。这些ADC/DAC的优劣对最终的电子产品影响越来越重要,因此对其进行准确地测试和评价的必要性就更加突出。大规模的半导体生产过程中通常使用自动测试设备(ATE,Automatic Test Equipment)来完成芯片的量产测试和评价工作。对于ADC/DAC,是由ATE内置的高精度DAC和ADC来提供和采集模拟信号实现测试,这一般要求ATE内置DAC/ADC的分辨率要高于待测芯片的分辨率才能保证测试结果的准确性。但是,由于音频ADC/DAC的分辨率不断提升,拥有复杂电路系统的ATE也要能够产生和采集更高分辨率的模拟信号,这必然导致其成本大幅提高,最终会使芯片测试成本增加,这是人们所不愿接受的。本文基于混合信号测试原理,将模拟滤波器应用到ATE测试中,以现有的中端ATE为平台,设计并实现了一套优化的测试方案,即通过在测试板上搭载辅助电路降低测试系统自身影响,在保证测试成本基本不变的情况下,提高测试准确度,满足了对等同于ATE分辨率的音频ADC和高于其分辨率的音频DAC的量产测试需求。最后,关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外相关领域研究现状
• 1.2.1 ADC/DAC 测试相关的研究现状
• 1.2.2 模拟滤波器的应用现状
• 1.3 论文的研究目的和主要内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 主要研究内容
• 1.4 论文的章节安排
• 2 相关的理论基础
• 2.1 信号处理相关理论基础
• 2.1.1 采样定理
• 2.1.2 傅里叶变换
• 2.2 ADC/DAC 基础
• 2.2.1 ADC 和DAC 的静态传输函数
• 2.2.2 ADC 和DAC 的直流（DC）误差
• 2.2.3 ADC 和DAC 的动态（AC）误差
• 2.3 ADC/DAC 在ATE 上的基本测试原理和方法
• 2.3.1 ATE 简介
• 2.3.2 ADC/DAC 测试的硬件介绍及基本流程
• 2.3.3 ADC/DAC 静态参数基本测试方法
• 2.3.4 ADC/DAC 动态参数基本测试方法
• 2.4 滤波器基础
• 2.4.1 模拟滤波器介绍
• 2.4.2 低通滤波器设计方法
• 2.5 本章小结
• 3 应用滤波器的测试方案设计
• 3.1 设计思想
• 3.1.1 音频ADC 测试需求及方案
• 3.1.2 音频DAC 测试需求及方案
• 3.2 详细设计
• 3.2.1 音频ADC 测试详细设计
• 3.2.2 音频DAC 测试详细设计
• 3.3 本章小结
• 4 仿真及实验
• 4.1 低通滤波器设计和实现
• 4.2 音频ADC 测试
• 4.2.1 数学仿真
• 4.2.2 实验结果
• 4.3 音频DAC 测试
• 4.3.1 数学仿真
• 4.3.2 实验结果
• 4.4 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 问题及展望
• 参考文献
• 附录1 低通滤波器设计的Matlab程序
• 附录2 音频ADC测试方案仿真程序
• 附录3 音频DAC测试方案仿真程序
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文