推开ADC的大门，深入了解高分辨率ADC

ADC，也就是我们常说的模数转换器。在往期ADC文章中，小编对ADC的优势、ADC的应用、流水线ADC以及ADC误差等有所阐述。为增进大家对ADC的认识，本文将对高分辨率ADC予以介绍。如果你对ADC具有兴趣，不妨和小编一起继续往下阅读哦。

高分辨率模数转换器对极宽动态范围内的输入信号进行数字化处理，例如环境声压计要能在60至80db范围内检测信号。如果使用相对低分辨率的adc，如10位有效分辨率，高电平信号的分辨率可能接近10位。然而，对于低电平信号，如果小于满量程的10%，其有效分辨率可能不超过6或7位。因此在很多情况下，对于精度只有1%的传感器来说，等效精度为0.1%的10位分辨率足够了。然而，对于更低电平信号，有效分辨率可能小于1%。

在相对较低分辨率adc之前连接可编程增益放大器(pga)。

史上，pga方法曾经非常流行，因为与较低成本adc配对使用时，它比高分辨率adc更具成本优势。此方法特别适用于输入信号接近0v但具有较宽动态范围的情况。 　这类似于过程控制系统，需要监控具有不同信号范围的各种传感器信号，例如声压计。如果对较宽动态范围的信号进行增益范围调整，所产生的最关键误差是“交越不匹配”。 　这意味着当pga切换到不同的增益值时，数字输出可能在那个点发生上下跳变。因此，在每一级都必须小心匹配增益来降低这种影响。从不同信号源中复用信号时，这个问题并不重要。然而，这与系统是否针对每个信号设计固定增益有关，或者对于较宽范围信号输入进行动态增益切换。 　增益范围调整方法会产生以下问题： 　虽然可驱动一个12位adc，但如果在其前放置一个增益为27 = 128的放大器，则放大器的有效输入噪声和失调电压精度必须为18位。对于采用固定增益运算放大器，这会有问题，而采用pga切换时，问题可能还会更严重。这样，将精度要求从adc转移到pga，却没有带来任何好处。 　在进行增益切换时，必须先对信号有所了解。可使用adc的超量程输出，并配合软件，或者通过比较器来实现这一点。这个过程很麻烦，而且切换时间也会是个问题。(也许您还记得古老的增益范围调整dvm，在改变范围时它的速度有多慢!)可以对增益为128的精密低噪声运算放大器进行简单的分析：计算有效输出噪声和失调电压，并与低分辨率adc的最低有效位(lsb)进行比较。然而，在高增益模式下，运算放大器的线性度会是个问题。

单个高分辨率adc的优点是简单。如果使用16位adc，对于较小动态范围的信号，丢失3、4或5位会使该信号的有效分辨率降至11至14位。然而，对于大多数传感器来说此精度足够了，因为adc的精度相当于0.05%或更佳。 　由于这些器件的价格最近已降到5美元或更低，因此成本将不再是需要考虑的因素。如果需要更高的有效分辨率，或者需要适应更宽的动态范围，可以使用18至24位的adc，仍然能提供性价比较高也更简单的系统。

许多ADC用于测量静态信号的电平或大小。应用包括重量，压力和温度的测量。这些应用涉及需要高分辨率和高精度的低电平信号。一个示例是可以承受5 kg负载，但仍可将测量结果解析为10毫克的秤。

当使用高分辨率ADC时，需要了解与转换过程相关的误差和噪声。本应用笔记的目的是展示如何使用直方图分析来量化静态性能。收集数据样本集并用于测量噪声和偏移。统计技术用于确定与估计相关的“优”和置信区间。解决平均问题是减少不确定性和提高分辨率的一种手段。

通过上面的介绍，高分辨率ADC的一些知识已经映入了大家的眼帘。针对应用环境的不同，大家可以适当选择高分辨率ADC作为模数转换器。

以上便是此次小编带来的“ADC”相关内容，通过本文，希望大家对高分辨率ADC具备一定的了解。如果你喜欢本文，不妨持续关注我们网站哦，小编将于后期带来更多精彩内容。最后，十分感谢大家的阅读，have a nice day!