一种高精度ADC线性度测试方法及系统

一种高精度adc线性度测试方法及系统
技术领域
1.本发明属于高速高精度模拟数字转换技术领域，具体涉及一种高精度adc线性度测试方法及系统。


背景技术：

2.积分非线性误差是指模拟数字转换器件(analog-to-digital converter，adc)在所有的数值点上对应的模拟值和真实值之间误差最大的那一点的误差值，表示测量值的绝对误差。微分非线性误差则是指adc相邻两刻度之间的差值的最大值，也叫差分非线性误差。它反映的是整个量程范围内的局部微观非线性情形。二者都是adc重要的静态参数。它们共同反映了adc的线性度。二者常用的测试方法为码密度法，将精度高于待测adc 3-4位的正弦或斜坡信号送入待测adc中。待adc采集大量点后，根据输出码位的密度分布来估算adc输出曲线的台阶宽度，并与理想宽度做比较。
3.然而，差分(微分)非线性误差和积分非线性误差的传统测量方法所需采样点随adc位数增长而指数级增长。这导致高精度adc的非线性测试所需时间过长。同时高精度的adc非线性测试对信号发生器的精度要求过高，需要高于待测adc 3-4位。2018年chen tao提出了user-smile方案去测量非线性。该方案首先利用非参数分段模型去分析adc的非线性，接着用加法器给作为激励的dac添加高精度的偏置电压，通过测量偏置前和偏置后的adc输出结果，得到与偏置电压有关的各码位积分非线性误差的差，从而求得adc的积分非线性误差与差分非线性误差。但user-smile的方案对于信号发生器精度的要求也是至少需要与待测adc精度相同。此外，user-smile方法无法测量非线性误差的共模部分。


技术实现要素：

4.为了解决相关技术中存在的上述问题，本发明提供了一种高精度adc线性度测试方法及系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
5.本发明提供一种高精度adc线性度测试方法，应用于测试系统，所述系统包括两个多路选择器、与所述两个多路选择器连接的用于进行信号运算的运算器、用于输出可调信号的信号发生器、用于输出偏置电压信号的电压源、与所述两个多路选择器的输出连接的adc；每个多路选择器包括四路输入信号：所述可调信号与所述偏置电压信号的和信号、所述偏置电压信号、所述可调信号、地信号；所述方法包括：
6.通过控制所述信号发生器、所述电压源、所述运算器和所述两个多路选择器的通道，分别向所述adc输入多个信号差，得到每个信号差的一组输出码位；
7.对所述多个信号差中预设的两个信号差求和与作差，同时对所述预设的两个信号差对应的输出码位求和与作差，得到求和与作差结果；
8.根据包含待求解参数的预设分段非线性模型、所述求和与作差结果和所述输出码位，确定多元线性方程组；
9.通过求解所述多元线性方程组得到所述待求解参数的最优解，根据所述最优解和
所述预设分段非线性模型，确定所述adc的积分非线性误差和微分非线性误差。
10.本发明还提供一种高精度adc线性度测试系统，所述系统包括：
11.两个多路选择器、与所述两个多路选择器连接的用于进行信号运算的运算器、用于输出可调信号的信号发生器、用于输出偏置电压信号的电压源、与所述两个多路选择器的输出连接的adc；每个多路选择器包括四路输入信号；其中，当所述运算器为加法器时，所述adc为双端输入差分adc；所述加法器的两个输入端分别与所述信号发生器的输出端和所述电压源的输出端连接，所述加法器的输出端与每个多路选择器的第一路输入连接，所述电压源的输出端还与每个多路选择器的第二路输入连接，所述信号发生器的输出端还与每个多路选择器的第三路输入连接，每个多路选择器的第四路输入与地连接，并且，一个多路选择器的输出端与所述双端输入差分adc的一个输入端连接，另一个多路选择器的输出端与所述双端输入差分adc的另一个输入端连接。
12.本发明具有如下有益技术效果：
13.本发明提供的测试方法极大减小了微分非线性误差与积分非线性误差测量时所需的采样点，大大缩短了测量时间，同时，减小了对输入信号的精度要求。此外，本发明还能同时计算非线性的差模与共模部分，从而提高了测试的准确度。实现了低成本、高效率的高精度adc线性度测试。
14.以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
15.图1为本发明实施例提供的示例性的3bit的adc的输出曲线图；
16.图2为本发明实施例提供的示例性的逐次逼近型adc的非线性误差图；
17.图3为本发明实施例提供的示例性的高精度adc线性度测试系统的示意图；
18.图4为本发明实施例提供的高精度adc线性度测试方法的一个流程图。
具体实施方式
19.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
20.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
21.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
22.尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实
现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
23.图1所示为一个3位adc的输出曲线图，横轴为输入电压，纵轴为adc的输出码位。对于理想单端输入adc，其数学模型可表达为等式一：输入＝输出码位*最低有效位电压+1/2最低有效位电压+噪声；其中，输入代表输入adc的电压值，最低有效位电压代表输出码位的最低位对应的模拟电压值，噪声包括量化噪声与热噪声，其幅度在-1/2*最低有效位电压到1/2*最低有效位电压之间；其中，该等式对应图1中的蓝色虚线。而由于非理想效应，adc的输出曲线会存在非线性偏差。其中积分非线性误差是指adc器件在所有的数值点上对应的模拟值和真实值之间误差最大的那一点的误差值，表示测量值的绝对误差。微分非线性误差则是指adc相邻两刻度之间的差值的最大值。转换电压为两相邻码位切换时的中点电压。在测量时可记dnl(c)为输出码位c中各码位的差分非线性误差，等于实际输出曲线中输出码位c对应的左右转换电压之差减去理想曲线中的电压差。在测量完成后取函数dnl(c)的绝对值的最大值即为adc差分非线性误差。同理，可记inl(c)为各码位的积分非线性误差，等于实际输出曲线的转换电压与对应的理想曲线的转换电压之差，而adc的积分非线性误差则取函数inl(c)绝对值的最大值。此时，adc的数学模型可表达为等式二：输入＝输出码位*最低有效位电压+inl(输出码位)+1/2最低有效位电压+噪声；该等式对应图1中的红色实线。
24.示例性的，图2所示为典型的逐次逼近型adc的dnl(c)和inl(c)曲线。如图2所示，该曲线主要随着输出码位c的高位值的变换而变换。同时，随着输出码位c的低位的变化，非线性曲线会随之在高位值引起的变化周围小范围变化。因此，本发明提出的预设分段非线性模型将inl(c)曲线分成三部分：输出码位c的各码位积分非线性误差关于码位c的中位码位的离散函数、高位码位的离散函数，以及关于低位码位的高次幂函数。三者之和为原始的inl(c)曲线。例如，当输出码位c为12位时，前四位为输出码位c的码位高位，中间四位为输出码位c的码位中位，后四位为输出码位的码位低位。预设分段非线性模型将inl(c)可表示为等式三：式三：其中，高位误差为仅由输出码位的码位高位映射的函数，中位误差仅由输出码位的码位中位映射的函数。该模型将inl函数的2^n个未知数，缩减为高位误差的2h个未知数，中位误差的2i个未知数，以及低位误差的k个未知系数，总共2h+2i+k个未知数，h表示输出码位中的高位位数，i表示输出码位中的中位位述，示例性的，k为2。
25.这里，可以将等式三的这个模型的未知数总结为一个误差向量，即：误差向量＝[高位误差(0)，高位误差(1)，
…
，中位误差(0)，中位误差(1)，
…
，1阶系数，2阶系数]。当c为12位，并将这12位码位按照4-4-4分段(第一个4为码位高位，第二个4为码位中位，第三个4为码位低位)，并且，k取2的情况下，该误差向量是一个34维向量。即等式三的这个模型利用这34个未知数表示所有4096个inl(c)。根据上文，等式三的这个模型可被表示为：inl(c)＝系数(c)
·
[误差向量]
t
；其中，t为转置符号，系数(c)为各码位的系数向量，并且，系数(c)
同样为一个34维向量。根据定义可有：同样为一个34维向量。根据定义可有：在完成误差向量的统计计算后，可根据系数(c)还原出inl(c)。
[0026]
本技术提供一种高精度adc线性度测试方法，该方法应用于测试系统，该系统包括两个多路选择器(多位选择器)、与两个多路选择器连接的用于进行信号运算的运算器、用于输出可调信号的信号发生器(例如，数字模拟转换器dac)、用于输出偏置电压信号的电压源、与两个多路选择器的输出连接的adc；每个多路选择器包括四路输入信号：可调信号与偏置电压信号的和信号、偏置电压信号、可调信号、地信号。
[0027]
在一些实施例中，该运算器可以是基于运算放大器的减法器，并且，adc可以是单输入adc，其中，该减法器的输入端分别与每个多路选择器的输出端连接，输出与adc的输入端连接，用于完成对应信号的加减组合，并将加减处理后的信号输入adc。
[0028]
在一些实施例中，该运算器可以是加法器，adc为双端输入差分adc。示例性的，该测试系统的结构可以如图3所示。在图3中，加法器的两个输入端分别与信号发生器的输出端和电压源的输出端连接，加法器的输出端与每个多路选择器的第一路输入连接，电压源的输出端还与每个多路选择器的第二路输入连接，信号发生器的输出端还与每个多路选择器的第三路输入连接，每个多路选择器的第四路输入与地连接，并且，一个多路选择器的输出端与双端输入差分adc的一个输入端连接，另一个多路选择器的输出端与双端输入差分adc的另一个输入端连接。以下将以图3所示的测试系统为例，进行本发明的方法的阐述。
[0029]
图4是本发明实施例提供的高精度adc线性度测试方法的一个流程图，如图4所示，所述方法包括以下步骤：
[0030]
s101、通过控制信号发生器、电压源、运算器和两个多路选择器的通道，分别向adc输入多个信号差，得到每个信号差的一组输出码位。
[0031]
本发明实施例中，采用1、2、3、4对可调信号与偏置电压信号的和信号、偏置电压信号、可调信号、地信号依次编号，其中，编号1代表可调信号与偏置电压信号的和信号(简称和信号)，编号2代表偏置电压信号，编号3代表可调信号，编号4代表地信号。
[0032]
示例性的，多个信号差可以是以下6个信号差：输入的3与4之间的第一信号差；记为(3,4)，输入的3与2之间的第二信号差，记为(3,2)；输入的1与4之间的第三信号差，记为(1,4)；输入的2与3之间的第四信号差，记为(2,3)；4与3之间的第五信号差，记为(4,3)；输入的4与1之间的第六信号差，记为(4,1)。
[0033]
这里，当向adc中分别输入上述6个信号差时，adc输出一一对应的6组输出码位，并且，这6组输出码位的位数相同。
[0034]
s102、对多个信号差中预设的两个信号差求和与作差，同时对预设的两个信号差对应的输出码位求和与作差，得到求和与作差结果。
[0035]
这里，输入adc中的每个信号差与对应的一组输出码位之间满足预设关系等式，例如，对于输入的信号差(3,4)，该信号差(3,4)与对应的一组输出码位c1之间的预设关系等式可以通过等式四表示：(3,4)＝(输出码位c1-零码位)*最低有效位电压+inl(输出码位c1)+1/2最低有效位电压+噪声1，即等式四为信号差(3,4)对应的预设关系等式。又例如，对于信号差(3,2)，该信号差(3,2)与对应的输出码位c2之间的预设关系等式可以通过等式五
表示：(3,2)＝(输出码位c2-零码位)*最低有效位电压+inl(输出码位c2)+1/2最低有效位电压+噪声2，即等式五为信号差(3,2)对应的预设关系等式；其他信号差与对应的输出码位之间的预设关系等式同理，此处不再一一列举。
[0036]
示例性的，当多个信号差为上述的6个信号差时，可以将信号差(3,4)对应的预设关系等式与信号差(3,2)对应的预设关系等式之间作差，将信号差(1,4)对应的预设关系等式与信号差(3,4)对应的预设关系等式之间作差，将信号差(2,3)对应的预设关系等式与信号差(4,3)对应的预设关系等式之间作差，将信号差(4,3)对应的预设关系等式与信号差(4,1)对应的预设关系等式之间作差，将信号差(3,4)对应的预设关系等式与信号差(2,3)对应的预设关系等式之间求和，将信号差(3,4)对应的预设关系等式与信号差(4,1)对应的预设关系等式之间求和，将信号差(4,3)对应的预设关系等式与信号差(3,2)对应的预设关系等式之间求和，将信号差(4,3)对应的预设关系等式与信号差(1,4)对应的预设关系等式之间求和，如此，对应得到8个中间关系等式，其中，这8个中间关系等式的等号左侧均为偏置电压信号(即偏置电压值)。
[0037]
例如，信号差(3,4)对应的预设关系等式与信号差(3,2)对应的预设关系等式之间作差后，得到的一个中间关系等式如等式六：偏置电压-(输出码位c1-输出码位c2)*最低有效位电压+噪声＝inl(输出码位c1)-inl(输出码位c2)。由于噪声无法通过加减相消，采用噪声概括噪声2与噪声1的相减结果。又例如，将信号差(3,4)对应的预设关系等式与信号差(2,3)对应的预设关系等式之间求和后，得到的一个中间关系等式如等式七：-偏置电压-(输出码位c1+输出码位c3-2*零码位)*最低有效位电压+噪声＝inl(输出码位c1)+inl(输出码位c3)。由于噪声无法通过加减相消，采用噪声概括两个式子的噪声之间的相减结果。
[0038]
s103、根据包含待求解参数的预设分段非线性模型和求和与作差结果，确定多元线性方程组。
[0039]
这里，可以将包含待求解参数的预设分段非线性模型(上述等式一)和输出码位代入对应的每个中间关系等式中，得到包含待求解参数的一个多元线性方程，并且，这个多元线性方程中的待求解的参数即为预设分段非线性模型中的待求解的参数；将得到的所有多元线性方程组成一个多元线性方程组。
[0040]
例如，对于信号差(3,4)与信号差(3,2)，共同对应的一个中间关系等式为上述等式六：偏置电压-(输出码位c1-输出码位c2)*最低有效位电压+噪声＝inl(输出码位c1)-inl(输出码位c2)；以及，信号差(3,4)的输出码位c1的积分非线性误差采用预设分段非线性模型可表示为等式八：等式八：等式八：信号差(3,4)的输出码位c2的积分非线性误差采用预设分段非线性模型可表示为等式九：差(3,4)的输出码位c2的积分非线性误差采用预设分段非线性模型可表示为等式九：差(3,4)的输出码位c2的积分非线性误差采用预设分段非线性模型可表示为等式九：因此，将等式八和等式九代入等式六中，可以得到等式十：
[0041]
将等式十中等号左边的
“‑
(输出码位c1-输出码位c2)*最低有效位电压”这一项忽略后，可以得到等式十一：略后，可以得到等式十一：略后，可以得到等式十一：略后，可以得到等式十一：略后，可以得到等式十一：该等式十一即为得到的一个多元线性方程。通过此原理，可以得到与上述8个中间关系等式一一对应的8个多元线性方程，这8个多元线性方程构成一个多元线性方程组。
[0042]
s104、通过求解多元线性方程组得到待求解参数的最优解，根据最优解和预设分段非线性模型，确定adc的积分非线性误差和微分非线性误差。
[0043]
在一些实施例中，可以通过最小二乘法求解得到的多元线性方程组，得到待求解参数的一组最优解。
[0044]
在一些实施例中，也可以采用一些启发性算法求解得到的多元线性方程组，得到待求解参数的一组最优解。
[0045]
这里，在得到一组最优解后，可以将这组最优解代入预设分段非线性模型中，得到优化的预设分段非线性模型；之后，上述的6个信号差一一对应的6组输出码位分别代入优化的预设分段非线性模型，计算得到每组输出码位对应的积分非线性误差，从而得到6个积分非线性误差；将得到的6个积分非线性误差中的最大积分非线性误差，作为adc的积分非线性误差；另外，由于每组输出码位对应的积分非线性误差由该组输出码位中各个码位对应的积分非线性误差组成，因而，可以计算6个积分非线性误差中每个积分非线性误差对应的一组输出码位中，每相邻两个码位之间的积分非线性误差的差值，得到该积分非线性误差的多个差值；将得到的所有差值中的最大值，作为adc的微分非线性误差。
[0046]
本发明提供的测试方法极大减小了微分非线性误差与积分非线性误差测量时所需的采样点，大大缩短了测量时间，同时，减小了对输入信号的精度要求。此外，本发明还能同时计算非线性的差模与共模部分，从而提高了测试的准确度。实现了低成本、高效率的高精度adc线性度测试。
[0047]
以下以上述图3为例，通过一个具体示例进行上述方法的示例性说明。
[0048]
步骤一：重置dac与多路选择器。调整两个多位选择器至特定通道。对于差分输入的adc，所转换的信号为输入正端与输入负端的电压差。假如将正信号接在输入负端同时正端接地，则输出值约等于信号接在正输入端同时负端接地时输出值的相反数。此处adc正端与负端所接的多位选择器各接了4通道的输入信号，分别为dac与偏置电压经过加法器产生
的和信号，偏置电压信号，dac可调信号，以及地信号。调整多位选择器的控制位电平可输入上述四种信号的任意二者之差。将上述四种信号分别编号为1,2,3,4，则可设差分输入的adc的实际输入信号为输入(正，负)，正、负分别为两个多位选择器所选的信号编号。
[0049]
步骤二：控制dac输出0到参考电压的斜坡信号，并记录adc输出。
[0050]
步骤三：重复上述步骤一和步骤二。扫描输入(3,4)，输入(3,2)，输入(1,4)，输入(2,3)，输入(4,3)，输入(4,1)六组信号，记录对应的输出码位；其中，输入(正，负)＝(输出码位-零码位)*最低有效位电压+inl(输出码位)+1/2最低有效位电压+噪声。
[0051]
步骤四：将步骤三所述的信号分别组合后求和与作差，可有：输入(3,4)-输入(3,2)，输入(1,4)-输入(3,4)，输入(2,3)-输入(4,3)，输入(4,3)-输入(4,1)，输入(3,4)+输入(2,3)，-输入(3,4)-输入(4,1)(即输入(3,4)+输入(4,1))，输入(4,3)+输入(3,2)，-输入(4,3)-输入(1,4)(即输入(4,3)+输入(1,4))结果都为偏置电压，其中，
“‑”
表示减号，“+”表示加号。以输入(3,4)-输入(3,2)为例子，记两次的输出码位分别为码位c1与码位c2，代入步骤三的式子中，则等式左侧为：输入(3,4)-输入(3,2)＝偏置电压；等式右侧为(输出码位c1-输出码位c2)*最低有效位电压+inl(输出码位c1)-inl(输出码位c2)+噪声1-噪声2。整理后为：偏置电压-(输出码位c1-输出码位c2)*最低有效位电压+噪声＝inl(输出码位c1)-inl(输出码位c2)，其中：噪声包括噪声1与噪声2，由于噪声无法通过加减相消，此处仅用噪声概括。类似的对于输入(3,4)+输入(2,3)组合，也有：偏置电压-(输出码位c1+输出码位c3-2*零码位)*最低有效位电压+噪声＝inl(输出码位c1)+inl(输出码位c3)。对于-输入(3,4)-输入(4,1)组合，有：-偏置电压-(输出码位c1+输出码位c4-2*零码位)*最低有效位电压+噪声＝inl(输出码位c1)+inl(输出码位c4)。
[0052]
步骤五：按照分段非线性模型拆分各输出码位的非线性，得到由8个多元线性方程组成的一个多元线性方程组。
[0053]
步骤六：利用最小二乘法求解该线性方程组。此时等式左侧为已知的偏置电压值与噪声，忽略噪声可记为右侧为高位误差、中位误差、低位误差系数的线性组合，故而步骤六可记为求解：故而步骤六可记为求解：。最小二乘法法经过化简后，结果约等于待求解参数的系数矩阵求广义逆再乘以误差向量，即
[0054]
步骤七：根据分段非线性模型还原出差分非线性误差与积分非线性误差，从而完成求解。
[0055]
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种高精度adc线性度测试方法，其特征在于，应用于测试系统，所述系统包括两个多路选择器、与所述两个多路选择器连接的用于进行信号运算的运算器、用于输出可调信号的信号发生器、用于输出偏置电压信号的电压源、与所述两个多路选择器的输出连接的adc；每个多路选择器包括四路输入信号；所述可调信号与所述偏置电压信号的和信号、所述偏置电压信号、所述可调信号、地信号；所述方法包括：通过控制所述信号发生器、所述电压源、所述运算器和所述两个多路选择器的通道，分别向所述adc输入多个信号差，得到每个信号差的一组输出码位；对所述多个信号差中预设的两个信号差求和与作差，同时对所述预设的两个信号差对应的输出码位求和与作差，得到求和与作差结果；根据包含待求解参数的预设分段非线性模型、所述求和与作差结果和所述输出码位，确定多元线性方程组；通过求解所述多元线性方程组得到所述待求解参数的最优解，根据所述最优解和所述预设分段非线性模型，确定所述adc的积分非线性误差和微分非线性误差。2.根据权利要求1所述的高精度adc线性度测试方法，其特征在于，所述根据所述最优解和所述预设分段非线性模型，确定所述adc的积分非线性误差和微分非线性误差，包括：将所述最优解代入所述预设分段非线性模型中，得到优化的预设分段非线性模型；将所述多个信号差一一对应的每组输出码位代入所述优化的预设分段非线性模型，计算得到每组输出码位对应的积分非线性误差；根据得到的积分非线性误差确定所述adc的积分非线性误差和微分非线性误差。3.根据权利要求2所述的高精度adc线性度测试方法，其特征在于，每组输出码位对应的积分非线性误差由该组输出码位中各个码位对应的积分非线性误差组成；所述根据得到的积分非线性误差确定所述adc的积分非线性误差和微分非线性误差，包括：将得到的积分非线性误差中的最大积分非线性误差，作为所述adc的积分非线性误差；计算每个得到的积分非线性误差对应的一组输出码位中，每相邻两个码位之间的积分非线性误差的差值，得到该积分非线性误差的多个差值；将得到的所有所述差值中的最大值，作为所述adc的微分非线性误差。4.根据权利要求1所述的高精度adc线性度测试方法，其特征在于，每个信号差与对应的一组输出码位之间满足预设关系等式；所述对所述多个信号差中预设的两个信号差求和与作差，同时对所述预设的两个信号差对应的输出码位求和与作差，得到求和与作差结果，包括：对所述多个信号差一一对应的多个所述预设关系等式中，所述预设的两个信号差对应的两个所述预设关系等式进行求和与作差，得到对应的中间关系等式；所述中间关系等式用于表征偏置电压信号与输出码位的所述积分非线性误差之间的关系。5.根据权利要求4所述的高精度adc线性度测试方法，其特征在于，所述根据包含待求解参数的预设分段非线性模型、所述求和与作差结果和所述输出码位，确定多元线性方程组，包括将包含待求解参数的预设分段非线性模型，以及输出码位代入对应的每个中间关系等式中，得到包含所述待求解参数的一个多元线性方程；将得到的所有多元线性方程组成一个多元线性方程组。
6.根据权利要求1所述的高精度adc线性度测试方法，其特征在于，所述通过求解所述多元线性方程组得到所述待求解参数的最优解，包括：通过最小二乘法求解所述多元线性方程组，得到所述待求解参数的最优解。7.根据权利要求4所述的高精度adc线性度测试方法，其特征在于，所述多个信号差包括：可调信号与地信号之间的第一信号差、可调信号与偏置电压信号之间的第二信号差、和信号与地信号之间的第三信号差、偏置电压信号与可调信号之间的第四信号差、地信号与可调信号之间的第五信号差、地信号与和信号之间的第六信号差；所述预设的两个信号差包括：所述第一信号差与所述第二信号差，所述第三信号差与所述第一信号差，所述第四信号差与所述第五信号差，所述第五信号差与所述第六信号差，所述第一信号差与所述第四信号差，所述第一信号差与所述第六信号差，所述第五信号差与所述第二信号差，所述第五信号差与所述第三信号差。8.根据权利要求7所述的高精度adc线性度测试方法，其特征在于，所述对所述多个信号差一一对应的多个所述预设关系等式中，所述预设的两个信号差对应的两个所述预设关系等式进行求和与作差，得到对应的中间关系等式，包括：将所述第一信号差对应的所述预设关系等式，与所述第二信号差对应的所述预设关系等式作差，对应得到一个所述中间关系等式；将所述第三信号差对应的所述预设关系等式，与所述第一信号差对应的所述预设关系等式作差，对应得到一个所述中间关系等式；将所述第四信号差对应的所述预设关系等式，与所述第五信号差对应的所述预设关系等式作差，对应得到一个所述中间关系等式；将所述第五信号差对应的所述预设关系等式，与所述第六信号差对应的所述预设关系等式作差，对应得到一个所述中间关系等式；将所述第一信号差对应的所述预设关系等式，与所述第四信号差对应的所述预设关系等式求和，对应得到一个所述中间关系等式；将所述第一信号差对应的所述预设关系等式，与所述第六信号差对应的所述预设关系等式求和，对应得到一个所述中间关系等式；将所述第五信号差对应的所述预设关系等式，与所述第二信号差对应的所述预设关系等式求和，对应得到一个所述中间关系等式；将所述第五信号差对应的所述预设关系等式，与所述第三信号差对应的所述预设关系等式求和，对应得到一个所述中间关系等式。9.根据权利要求1所述的高精度adc线性度测试方法，其特征在于，所述预设分段非线性模型用于将输出码位的积分非线性误差分为：所述积分非线性误差关于输出码位的码位中位的离散函数、码位高位的离散函数和码位低位的高次幂函数。10.一种高精度adc线性度测试系统，其特征在于，所述系统包括：两个多路选择器、与所述两个多路选择器连接的用于进行信号运算的运算器、用于输出可调信号的信号发生器、用于输出偏置电压信号的电压源、与所述两个多路选择器的输出连接的adc；每个多路选择器包括四路输入信号；其中，当所述运算器为加法器时，所述adc为双端输入差分adc；所述加法器的两个输入端分别与所述信号发生器的输出端和所述电压源的输出端连接，所述加法器的输出端与每个多路选择器的第一路输入连接，所述电
压源的输出端还与每个多路选择器的第二路输入连接，所述信号发生器的输出端还与每个多路选择器的第三路输入连接，每个多路选择器的第四路输入与地连接，并且，一个多路选择器的输出端与所述双端输入差分adc的一个输入端连接，另一个多路选择器的输出端与所述双端输入差分adc的另一个输入端连接。

技术总结
本发明公开一种高精度ADC线性度测试方法及系统，包括：通过控制信号发生器、电压源、运算器和多路选择器的通道，向ADC输入多个信号差，得到每个信号差的一组输出码位；对预设的两个信号差求和与作差，并对预设的两个信号差的输出码位求和与作差，得到求和与作差结果；根据包含待求解参数的预设分段非线性模型、求和与作差结果和输出码位，确定多元线性方程组；通过求解该方程组得到最优解，根据最优解和预设分段非线性模型，确定ADC的积分非线性误差和微分非线性误差。本发明可计算积分非线性与微分非线性的共模和差模两部分，并可降低对输入信号的精度需求，可大幅缩短测试时间与采样点数；同时系统结构简单，算法运行速度快，应用前景广泛。应用前景广泛。应用前景广泛。


技术研发人员：李登全 朱烨昕 朱樟明 沈易 刘术彬
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/9/12