混合信号测试基础知识 混合信号 混合信号包含模拟信号和数字信号。处理混合信号的器件通常包括 ADC、DAC、模拟开关和多路复用器、采样保持放大器等。 作为其中的一部分,模拟信号是我们在现实世界中使用的信号,例如语音或温度,它在时间和幅度上都是连续的。要将模拟信号处理到计算机中,我们需要将它们转换为数字信号,因为它在时间和幅度上都是离散的。 ![]() 图1 异构和单片 3D 集成系统的概念图,包括数字逻辑(蓝色层,Si 技术)、模拟/RF(红色层,III-V 技术)和传感器(绿色层,III-V 技术) ![]() 在对信号进行采样时, 来获得最小采样频率: Fs≥2F 必须以高于最高目标频率两倍的速率进行采样,以便能够从样本中重新创建信号并避免丢失信息。 ![]() 通用混合信号测试仪的架构 ![]() 在通用混合信号测试仪中,AWG(AC src)和WD(AC dig)都通过通道板的继电器互连连接到 DUT。 任意波形发生器 (AWG) 任意波形发生器 (AWG)是一种低失真信号发生器。它包含一个 DAC,用于从数字数据生成模拟信号。 ![]() LPF(Low Pass Filter)用于平滑波形并去除高频分量。给定波形的一组数据点存储在波形源内存中,每次发生 clock 时,都会有一个数据点传递给 DAC。 AWG的重要参数: 1最大峰峰值电压输出 2波形分辨率 (DAC 分辨率) 3带宽 4波形源存储深度 5输出阻抗 6噪声、THD、SNR 波形数字化仪 (WD) 波形数字化器 (WD)对模拟信号进行采样,并将其转换为数字值。它执行与 AWG 相反的作。它将模拟信号转换为代表原始模拟信号的数字样本。 ![]() 低通滤波器限制信号的带宽,以去除不需要的频率分量,如噪声和杂散,还通过衰减在ADC转换期间混叠到滤波器通带中的杂散来提供抗混叠。 WD的重要参数: 1 最大峰峰值输入电压范围 2 波形分辨率 (ADC 分辨率) 3最大峰峰值电压输出 4带宽 5 波形捕获存储深度 6输入阻抗input Impedance 7噪声、THD、SNR、杂散 时钟 模拟和数字时钟源自system wide reference clock如果没有clock synchronization信号,则timing offset可能会导致不正确的结果。 数字信号处理器 (DSP) 数字信号处理器(DSP)是一种专用的微处理器,用于对数字数组执行数学运算。在DSP上执行DFT和FFT 等各种算法,以将时域信息转换为频域信息。 DSP的架构经过优化,允许快速乘法、求和、对数计算、平方和平方根计算。 ![]() 测试仪将通过数据总线将存储的捕获信号传输到DSP处理器。 ![]() (a)衬底数字干涉测量装置 (b)常规 (c)单片3D集成数模/射频混合信号 IC的原理图 (d)传统 (e) 单片3D集成数模/射频混合信号 IC中的衬底数字干涉分析结果 |