信号生成、数据采集、性能分析、AI 辅助测试，一套工具，让 MCU 内置 ADC 的实力看得见。
在工业采集、电机控制、电源管理和传感器测量中，ADC 的选型往往牵动整个系统：既要采得准，也要响应快，还要兼顾成本、板级面积与开发周期。
MCU 内置 ADC，能否满足我的精度要求？外置 ADC，有没有机会减少甚至省去？
这些问题，不能只看“16 位”三个字。动态噪声、谐波失真、直流稳定性和线性度，都需要在具体条件下测出来。
为帮助工程师更高效地完成选型验证，先楫半导体提供 HPM5100 ADC Evaluation Kit 高精度 ADC 评估套件。通过配套信号源、专用 ADC 评估板与图形化分析软件，让测试不必从零开始，让方案选择更有据可依。
不止一块板，而是一套完整评估工具
搭建 ADC 测试环境，常常需要准备信号源、调试采集固件、传输数据，再编写分析脚本。真正开始评估之前，已经投入了不少时间。
HPM5100 ADC 评估套件将这些环节串联起来：
从“先搭平台”，到“开始评估”，减少重复准备工作，把精力留给真正影响产品性能的设计。
专用评估板，让模拟性能有据可测
以 HPM5151 QFN68 ADC EVK RevC 为例，评估板围绕 HPM5100 内置 ADC 的测试需求，对输入电源、模拟电源、参考电压及输入信号通路进行了专门设计。
（ HPM5151 QFN68 ADC EVK RevC ）
板卡引出 4 个单端 ADC 通道和 1 对差分 ADC 通道，方便开展不同输入通路的测试；提供供电选择跳线，便于结合应用需要配置电源方案；同时配备 USB、调试串口和 JTAG 接口，兼顾数据采集与开发调试。
对于硬件工程师，它不仅是测量平台，也是理解供电、参考电压、输入滤波和布局对 ADC 表现影响的参考。
先在评估板上建立性能基线，再带着数据优化自己的硬件，定位问题更有方向。
配套 PSG，让测试从合适的信号开始
评估高精度 ADC，输入信号本身同样重要。信号源的噪声、失真和偏置设置，都会影响最终测量结果。
配套 PSG（Precision Signal Generator）高精度信号发生器支持低噪声直流和 2 kHz 正弦波，提供单端、差分输出及直流偏置／共模电压设置。
（ PSG 信号发生器，提供单端与差分测试通路 ）
PSG 的正弦信号链采用 DAC、模拟放大及八阶带通滤波；模拟供电采用独立低噪声稳压设计。通过 USB 连接电脑后，可在软件中设置信号类型、幅度、偏置及输出使能。
（ 图形化设置信号源参数 ）
例如，单端正弦波设为 3.2 Vpp、1.65 V 偏置时，理想电压范围为 0.05～3.25 V。直流模式则可用于观察恒定输入下的 ADC 码值分布。
当前 PSG 正弦通路按 2 kHz 设计，不应视为宽频任意波形发生器。连接 ADC 前，应实测确认输出幅度与共模范围，并遵循目标板卡的输入限制。
四种分析视图，从“看到波形”到“看懂性能”
在 HPM ADC Evaluation Studio 中，选择已连接的板卡，配置采样模式、ADC 实例、通道、采样率与采样点数，即可开始测试。
时域显示：先确认信号采得对
波形是否完整？幅度与偏置是否合理？是否出现削顶或异常跳变？
时域视图提供直观的第一步检查，并支持将采样数据导出为 CSV，供进一步处理与复核。
（ 时域显示示例，采集总点数为 65,536 ）
频谱分析：噪声、失真与有效位数，一屏查看
软件可计算 SNR、SINAD、THD、SFDR 和 ENOB。工程师不必只凭波形“看起来干净”，而可以从频谱及指标出发，比较不同通道与采样配置。
（ 2 MSPS、65,536 点频谱分析示例 ）
直方图分析：让直流稳定性更直观
对于直流测量，平均值之外，输出码的分散程度也值得关注。直方图可显示码值分布，并给出最大值、最小值、平均值、标准差和码值跨度。
在保持测试条件一致时，这些信息有助于观察电源、参考源或输入通路调整后的变化。
（ 直流码值分布与统计分析示例 ）
线性度分析：进一步了解码值转换特性
软件支持 DNL 和 INL 分析，帮助用户了解码宽一致性与整体非线性误差，为精密测量方案提供更多评价依据。
（ 线性度分析界面 ）
线性度测试需要符合要求的激励、足够样本量及有效的数据覆盖。测试信号设置必须遵守硬件输入安全限制，不能将算法的量程覆盖要求等同于允许超过引脚绝对最大额定值。
实测表现，让内置ADC成为值得验证的选项
在先楫公开的 HPM5100 ADC 测试案例中，采用 ADC0.CH2／PC05、外部 3.3 V 参考、2 MSPS 原始采样、8 次硬件过采样平均及 250 kSPS 有效输出速率，获得以下结果：
| 87.57 dB | ||
| 87.44 dB | ||
| −98.56 dB | ||
| 42.8 µV |
这些结果展示了 HPM5100 在该配置下的采集潜力。详细条件与外置 ADC 对比见相关技术文章：
评估套件的价值，不是让你照搬一个数字，而是让你用自己的通道、输入信号与采样配置，确认方案是否真正合适。
AI 辅助自动化，重复测试不必重复点击
完成一次测试并不难，难的是多电压点、多次重复测量，以及每次都完整保存配置与结果。
HPM ADC Evaluation Studio 提供 MCP（Model Context Protocol）接口。完成兼容 AI 客户端的本机连接与授权后，可用自然语言组织测试任务：
“将 PSG 设为单端直流，从 0.5 V 扫描至 3.0 V，每次增加 0.5 V；每个电压点等待稳定后采样，检查数据完整性，分别导出 CSV，结束后关闭信号输出。”
也可以执行正弦采样与频谱分析：
“设置单端 2 kHz 正弦波，3.2 Vpp、共模 1.65 V；确认目标 ADC 通道后，以 2 MSPS 采集 65,536 点，检查数据完整性，计算频谱指标并导出测试图片。”
AI 负责组织步骤，上位机负责真实的设备控制、采样和分析，指标不是由 AI 根据对话估算。
这使重复采集、直流扫描及结果导出更便于自动化。实际使用仍需完成安全接线、能力查询和参数校验；AI 无法代替工程师确认外部电路是否接对。
数据可导出，结果可复核，测试更容易沉淀
评估不应止于屏幕上的一个数值。软件支持将原始数据导出为 CSV，将当前分析图和相关指标导出为 PNG，便于团队交流、问题复现和测试报告编写。
采集过程同时提供丢帧、CRC32 和帧序号等检查信息。先检查采样是否完整，再判断性能是否达标，避免把传输异常误当成 ADC 本身的问题。
建议每次测试同步记录板卡版本、通道、采样率、参考电压、信号设置以及软件／固件版本，让后续对比更有依据。
从评估板出发，把方法带到自己的产品中
在软件的 Board Firmware 页面，可获取受支持 ADC 评估板对应的固件及源码，并查看目标板卡和 SDK 适配信息。
（ ADC 评估板固件与源码获取界面 ）
这意味着评估工作不必止于配套板卡：在核对时钟、通信接口、ADC 引脚和模拟前端后，可修改并适配源码，将相同测试方法延续到兼容的自研硬件。
把你的应用需求，带上评估台
如果你正在面对以下问题，这套评估工具值得纳入选型计划：
工业采集与传感器测量：确认直流稳定性、噪声水平和线性度是否满足要求。 电机控制与电源管理：评估所选通道在目标采样配置下的表现，再结合应用测试响应与抗扰能力。 成本与小型化优化：验证内置 ADC 是否能承担原有采集任务，为减少外部器件提供依据。 自研硬件调试：以评估板结果为参考，检查供电、参考电压与模拟输入链路的设计差异。
先测清楚，再做选择。把性能、成本与开发效率，放在同一次评估中考虑。
欢迎访问先楫官网采购：https://www.hpmicro.com/design-resources/development-board
准备好你的输入范围、采样速率、通道数量和目标精度，从一套评估套件开始，验证 HPM5100 是否适合你的下一款产品。
先楫半导体
“先楫半导体”（HPMicro）是一家致力于高性能嵌入式解决方案的半导体公司，产品覆盖微控制器及其配套的开发工具和生态系统。公司总部坐落于上海市浦东软件园区，并在北京、天津、苏州和深圳均设立分公司，入选2025年福布斯亚洲Top100最具潜力的企业榜单。先楫半导体以产品质量为本，所有产品均通过严格的可靠性测试。目前已经量产八大系列高性能通用MCU产品，产品性能及通用性领先国际同类产品并通过AEC-Q100认证。公司已完成ISO9001质量管理和ISO 26262/IEC61508功能安全管理体系双认证，全力服务中国乃至全球的工业自动化、机器人、能源和汽车市场。更多信息，请访问 https://hpmicro.com/
