adc的九個關(guān)鍵指標

1、ADC器件的九項關(guān)鍵規(guī)格[2008.7.1]作者：BradBrannon，美國模擬公司模擬轉(zhuǎn)換器性能不只依賴分辨率規(guī)格大量的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)使人們難以選擇最適合某種特定應用的ADC器件。工程師們選擇ADC時，通常只注重位數(shù)、信噪比(SNR)、諧波性能，但是其它規(guī)格也同樣重要。本文將介紹ADC器件最易受到忽視的九項規(guī)格，并說明它們是如何影響ADC性能的。1.SNR比分辨率更為重要。ADC規(guī)格中最常見的是所提供的分辨率，其實該規(guī)格并不能

2、表明ADC器件的任何能力。但可以用位數(shù)n來計算ADC的理論SNR：不過工程師也許并不知道，熱噪聲、時鐘抖動、差分非線性(DNL)誤差以及其它參數(shù)異常都會限制ADC器件的SNR。對于高性能高分辨率轉(zhuǎn)換器尤其如此。一些數(shù)據(jù)表提供有效位數(shù)(ENOB)規(guī)格，它描述了ADC器件所能提供的有效位數(shù)。為了計算ADC的ENOB值，應把測量的SNR值放入上述公式，并求解n。ENOB提供了有價值的規(guī)格說明，而噪聲頻譜密度（單位：dBmHz或）則提供了更有價

3、值的ADC性能規(guī)格。前一個規(guī)格說明要求已知ADC器件的輸入阻抗，而后者并不需要，可根據(jù)ADC器件的采樣率、輸入范圍、SNR（來自數(shù)據(jù)表）和輸入阻抗(dBmHz)來計算這些值。只需知道兩種頻譜密度值的任一個，就可以選擇與轉(zhuǎn)換器前方的模擬電路的性能相匹配的ADC器件。這種ADC器件選擇方法考慮了總體噪聲分布的影響，只需聲明轉(zhuǎn)換器的分辨率或ENOB。許多工程師還關(guān)注ADC器件亂真失真和諧波抑制。他們可能并不了解：諧波性能和亂真畸變是與ADC器

4、件的分辨率規(guī)格完全關(guān)於的。ADC設計者會調(diào)整IC設計特性，以便諧波符合人們對具有n位分辨率的ADC的預期。因此在選擇轉(zhuǎn)換器時，應密切注意SNR和無雜散動態(tài)范圍(SFDR)，但要把這些規(guī)格與ADC的分辨率位數(shù)規(guī)定值區(qū)分開。采樣時間。然而，緩慢的回轉(zhuǎn)率可能導致采樣時刻時序的不確定性，并將導致數(shù)字輸出端的過多噪聲。為了達到ADC的額定噪聲性能，工程師應達到或超過最小時鐘輸入回轉(zhuǎn)率規(guī)格。5.抖動會增加測量誤差孔徑抖動把ADC內(nèi)部時鐘的不確定性（

5、亦稱“抖動”）與ADC的SNR關(guān)聯(lián)起來，如下式所示：如圖3所示，少量時鐘抖動將改變ADC輸入信號上的采樣點，并因此可能造成較大的測量誤差。在低頻應用中，抖動的影響也許無關(guān)緊要，但隨著被測信號的頻率增加，由抖動導致的噪聲也會增加。ADC數(shù)據(jù)表只為轉(zhuǎn)換器規(guī)定了孔徑抖動。此外，還必須考慮外部時鐘信號抖動，它以rms方式（即平方和的平方根）增加了內(nèi)部孔徑抖動。如果未能使用抖動足夠低的時鐘信號，就將導致低于預期的ADC性能。除了來自時鐘抖動的更多

6、噪聲以外，采樣過程中還會出現(xiàn)一個額外的噪聲現(xiàn)象。ADC采樣過程在部分程度上包含頻域內(nèi)的卷積。這樣，時鐘信號的任何非諧波分量將被卷積到數(shù)字化輸出上，并將作為輸出失真出現(xiàn)。因此，向ADC供應的時鐘信號應具有盡可能高的頻譜純度，并按照具體應用和上述公式的定義來給出最大抖動。6.孔徑延時孔徑延時發(fā)生在人們向ADC施加“CONVERT”選通脈沖和對未知模擬信號進行實際采樣之間。如今的轉(zhuǎn)換器具有較短的孔徑延時，約為一納秒或更短。延時可能為正或負，甚

7、至為零。負孔徑延時表明：模擬信號路徑包含的延時比轉(zhuǎn)換選通脈沖路徑更長。這導致采樣時刻似乎出現(xiàn)在施加轉(zhuǎn)換信號之前。對于許多應用而言，孔徑延時并不重要。然而，如果必須知道準確的采樣時刻，則孔徑延時就會變得重要起來。（多數(shù)數(shù)據(jù)表規(guī)定的是典型孔徑延時，而不是最壞的情形。）7.轉(zhuǎn)換時間和等待時間轉(zhuǎn)換時間和等待時間是密切相關(guān)的規(guī)格。模數(shù)轉(zhuǎn)換并不立即發(fā)生。例如在逐次逼近轉(zhuǎn)換器中，對于n比特轉(zhuǎn)換，至少要花n個時鐘周期。因此，在向ADC施加CONVERT