adc原理及應用

1、1 / 9高精度 高精度Delｔａ ｔａ-Ｓigma A／D轉換器的原理及其應用 轉換器的原理及其應用本次在線座談主要介紹TＩ的高精度Delｔa-Sigma A/Ｄ轉換器的原理及其應用，Delｔａ-Ｓigma轉換器的特點是將絕大多數的噪聲從動態(tài)轉移到阻態(tài)，通常Ｄelｔa－Sigma轉換器被用于對成本與精度有要求的低頻場合。本文首先將對ＴＩ的高精度Delta—Sigma A/D轉換器進行綜述性介紹,而后將介紹噪聲的測量及芯片AＤS1232

2、等。 Deｌtａ-Sｉgｍa轉換器綜述 轉換器綜述Dｅltａ－Sigma轉換器是采用超采樣方法將模擬電壓轉換成數字量的1位轉換器,它由1位ADC、1位DAC與一個積分器組成，見圖１。Delｔａ－Ｓigma轉換器優(yōu)點表現(xiàn)在低成本與高分辨率，適合用于現(xiàn)在的低電壓半導體工業(yè)的生產。Delｔa—Sigｍa轉換器組成 轉換器組成 Delｔa－Ｓiｇma轉換器由差分放大器、積分器、比較器與１位的DAC組成，輸入信號減去來自1位DAC的信號將結果作為

3、積分器的輸入,當系統(tǒng)得到穩(wěn)定工作狀態(tài)時，積分器的輸出信號是全部誤差電壓之和，同時積分器可以看作是低通濾波器，對噪聲有－6dB的抑制能力。積分器的輸出用1位ADC來轉換，而后比較器將輸出數字1和0的位流.ＤAC將比較級的輸出轉換為數字波形，回饋給差分放大器。Deｌta—Sｉｇ ｉｇmａ轉換器原理詳述 ａ轉換器原理詳述積分器將量化噪聲伸展到整個頻帶寬度，從而使噪聲成型，而濾波器可以過濾掉絕大多數的成型噪聲.有幾個誤差源會降低整個系統(tǒng)的效果,

4、為了滿足ADＣ的輸入范圍，很多信號要求一些放大電路和電平偏移電路，有時放大器在ＡDＣ的內部,有時使用外部放大器。無論是哪一種情況,放大器電壓、電壓漂移、輸入偏置電流或采樣噪聲將引入誤差信號.為了得到精確的ＡDC轉換結果,放大器的誤差應該通過調整來消除或減少。積分器對輸入低頻或直流信號內置一個低通濾波器，從而極大地降低了通道內的噪聲.典型的半導體放大器的噪聲分為兩個部分，1/F噪聲和對地噪聲，Delta—Ｓiｇma ＡＤC的主要應用是在低

5、頻場合，因此1/F噪聲的影響占主要地位。選擇合適的放大器可以控制1/Ｆ噪聲。由噪聲頻譜圖可知（見圖2),器件的噪聲在高頻主要是背景噪聲，而在低頻主要是1/F噪聲,當越接近我們想要得到的直流信號時，1/F噪聲越大。人們通常把1/F噪聲想象成漂移，它是一個非常低頻率的現(xiàn)象,常用的解決方法是采用窄波輸入.3 / 9利用超采樣可將量化噪聲分布到更寬的頻率范圍,從而降低了背景噪聲的電平。依靠1位ADC后的數字濾波器，Ｄelta－Ｓｉgｍa轉換器限

6、制了噪聲帶寬。由于大部分噪聲不能通過數字濾波器，帶寬的有效噪聲得到降低.將量化噪聲分布在更寬的頻率范圍內，而后用濾波器濾去大部分噪聲的技術,即是Deｌta—Siｇma轉換器應用低分辨率的AＤC的基礎。噪聲的測量 噪聲的測量不同的方法可用于測量系統(tǒng)的噪聲性能，同樣系統(tǒng)噪聲也可用不同的方法表達，它具有高斯分布的特征，信噪比SＮR通常用于高速ＡDC系統(tǒng)，而ENOB通常用于低頻和直流系統(tǒng)。高斯分布 高斯分布隨機噪聲一般具有高斯分布的特征，絕大多

7、數的采樣值將分布在相關的區(qū)域內,如果一個測量系統(tǒng)要求一個峰峰的限制，那么99.9%的采樣應該分布在這個區(qū)域內,如圖5所示。峰峰噪聲 峰峰噪聲 有效的噪聲告訴我們采樣值是隨機的，因而不能清楚地知道顯示的結果將是什么,如果一個顯示的位數是不能變化的,我們就叫做無噪聲碼。峰峰的噪聲是大量數據的統(tǒng)計測量,它不能被直接計算,它是有效噪聲的6。6倍。標準方差 標準方差標準方差的標準定義要求計算每一個測量值與全部測量值的平均值的差值的均方根（如公式1