理解ADC的不精確性,才能幫您正確指定一個ADC!
[導讀]ADC廣泛用于各種應用中,尤其是需要處理模擬傳感器信號的測量系統(tǒng),比如測量壓力、流量、速度和溫度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)……任何設計中,理解這些類型應用的總系統(tǒng)精度始終都是非常重要的,尤其是那些需要對波形中極小的靈敏度和變化進行量化的系統(tǒng)。理想情況下,施加于信號鏈輸入端的每一個伏特都由AD...
ADC廣泛用于各種應用中,尤其是需要處理模擬傳感器信號的測量系統(tǒng),比如測量壓力、流量、速度和溫度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)……任何設計中,理解這些類型應用的總系統(tǒng)精度始終都是非常重要的,尤其是那些需要對波形中極小的靈敏度和變化進行量化的系統(tǒng)。
無論何種信號鏈,轉(zhuǎn)換器都是系統(tǒng)的基本要素。為設計選擇的任何ADC都會決定系統(tǒng)的總精度。換言之,系統(tǒng)精度不可能高于轉(zhuǎn)換器的最低有效位(LSB)大小。為了表明這一點,讓我們來看一個簡短的ADC不精確性指南。
(公式一)
(公式二)

對最基本的模數(shù)轉(zhuǎn)換器誤差進行定義并有所了解后,再說明這些誤差的區(qū)別會有些幫助。大部分ADC的失調(diào)和增益都存在這種小誤差,通常可以忽略或通過外部模擬電路調(diào)節(jié)(消除),或者采用數(shù)字技術(shù)校正。然而,諸如線性度、量化和溫度系數(shù)等其他誤差無法輕易調(diào)節(jié)或消除。
-
購買更好、成本更高的轉(zhuǎn)換器,或采用數(shù)字手段校正線性度,數(shù)字校正的成本也十分高昂,這意味著可能需要更多資源來指定DSP或FPGA,因為線性度會隨溫度和工藝的變化而改變;
-
根據(jù)采樣速率、IF和分辨率,數(shù)字校正可能需要廣泛的特性表述和查找表,以便即時校正或調(diào)節(jié)ADC的性能。
-
DNL定義為偏離理想值的一切誤差或偏差。換言之,它表示兩個相鄰代碼的模擬差與理想代碼值VFS/2N之間的偏差??蓪⑵淇醋髋cADC的SNR性能相關(guān)的因素。隨著代碼的偏差越來越大,轉(zhuǎn)換數(shù)也隨之下降。該誤差在溫度范圍內(nèi)的界限為±0.5 LSB,可保證無失碼。
-
INL定義為零電平和滿量程之間的理想直線近似曲率偏差。多數(shù)情況下,INL決定了ADC的SFDR性能。INL總偏差形狀可以決定最主要的諧波性能。比如,INL曲線呈弓形會相應產(chǎn)生更差的偶次諧波,而INL曲線呈S弓形則通常產(chǎn)生奇次諧波。該誤差本質(zhì)上與頻率有關(guān),并與這類誤差分析無關(guān)。





