动态指标测试说明

动态指标测试说明一、动态范围（DynamicRange）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）增益（dB）动态范围（dBFS）1,2fs=51.2kS/sfs=102.4kS/sfs=204.8kS/s3301009693201081041001011010710101111081021输入信号为1kHz正弦波，-60dBFS2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）1,2,3309820991010001011fs=204.8kS/s2输入信号为1kHz正弦波，-1dBFS3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（TotalHarmonicDistortion）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）增益总谐波失真（dBc）1,2fs=204.8kS/sfin=22Hz~20kHz3fs=204.8kS/sfin=22Hz~80kHz430-93-7920-94-9110-94-930-94-931输入信号幅度为-1dBFS2交流耦合3带宽20Hz~23.2kHz4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（TotalHarmonicDistortion+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）增益总谐波失真加噪声（dBc）1,2fs=51.2kS/sfin=22Hz~20kHz3fs=204.8kS/sfin=22Hz~80kHz430-92-7520-93-8210-94-830-94-831输入信号幅度为-1dBFS2交流耦合3带宽20Hz~23.2kHz4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）相临通道的串扰（dBc）1,2fin=1kHzfin=80kHz30-115-9520-125-9510-125-950-125-1051输入信号幅度为-1dBFS2相临通道输入端短接表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（IdleChannelNoise）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）1fs=51.2kS/sfs=102.4kS/sfs=204.8kS/s301.42.23.4201.82.88.1104.05.62501116771输入阻抗≤50Ω表6空闲通道噪声技术指标测试程序：见图6。图6空闲通道噪声测试程序七、共模抑制比（CommonModeRejectionRatio）定义：为了说明差分放大电路抑制共模信号及放大差模信号的能力。其定义为放大器对差模信号的电压放大倍数Aud与对共模信号的电压放大倍数Auc之比，称为共模抑制比。计算公式：CMRR=20lg|Aud/Auc|dB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.信号源输出频率为1kHz、幅值为1Vpp的正弦波至被测通道的正负极，信号源的地与机箱地连接；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7。（PXIe-3348指标）输入信号频率（Hz）共模抑制比＜20kHz＞50dB表7共模抑制比技术指标测试程序：见图7。图7共模抑制比测试程序备注：1.计算公式中其中F是基波的RMS电平，N是噪声的RMS电平，H是谐波的RMS电平；2.其中THD+N、THD、Crosstalk、IdleChannelNoise、DynamicRange、SpuriousFreeDynamicRange等VI在SoundandVibration控件中；3.所有测试程序编写基于模拟输入有限采集（采样点为65536）；4.上述所有技术指标基于板卡PXI-3346和PXIe-3348。