34、基于DSP的模拟与混合信号测试技术解析

基于DSP的模拟与混合信号测试技术解析

1. 基于DSP的自动测试设备（ATE）基础原理

在基于DSP的ATE中，测试以数值向量的形式进行，而非直接测量电压或电流。这些向量可代表采样波形、频谱、滤波器响应等。测试工程师创建一系列向量作为测试波形，波形合成器将这些向量连续循环地输送到数模转换器（DAC）。DAC输出经过去毛刺处理，去除危险信号，再通过重建滤波器，得到连续的带限波形。该波形施加到被测设备（DUT）上，DUT产生模拟响应信号。波形数字化器使用高速模数转换器（ADC）对DUT的模拟响应进行数字化，并将样本存储在随机存取存储器（RAM）中。当DUT是混合信号电路时，数字设备输出以数字形式收集在接收存储器中，数字测试波形从发送存储器发送到DUT。

基于DSP的ATE具有突发模式向量传输能力，可传输大量向量，同时附带起始地址和向量长度，这也被称为向量总线架构。通常，传输1000个16位整数大约需要1毫秒，而通过继电器切换连接或断开测试电路大约需要5毫秒。

以音频放大器在1000Hz下的增益和失真测试为例，基于DSP的ATE和传统模拟ATE的测试过程有所不同。基于DSP的ATE先对波形进行数字化，再由DSP处理器进行分析；而传统模拟ATE则通过模拟检测电路分析信号，产生与参数幅度成比例的直流电压，然后对该电压进行数字化。因此，基于DSP的ATE在分析前进行数字化，而传统ATE在分析后进行数字化。分析时间通常比实际测量的固有测试时间长。传统ATE必须为每个要测量的频率分量重复整个测试序列，而基于DSP的ATE使用快速傅里叶变换（FFT）可在大约4到20毫秒内同时分析多个频谱线。对于简单的模拟测试，只需捕获几个周期的参数，30毫秒即可完成。当需要对DUT进行多个参数测试时，基于DSP