[导读]ADC广泛用于各种应用中，尤其是需要处理模拟传感器信号的测量系统，比如测量压力、流量、速度和温度的数据采集系统……任何设计中，理解这些类型应用的总系统精度始终都是非常重要的，尤其是那些需要对波形中极小的灵敏度和变化进行量化的系统。理想情况下，施加于信号链输入端的每一个伏特都由AD...
ADC广泛用于各种应用中，尤其是需要处理模拟传感器信号的测量系统，比如测量压力、流量、速度和温度的数据采集系统……任何设计中，理解这些类型应用的总系统精度始终都是非常重要的，尤其是那些需要对波形中极小的灵敏度和变化进行量化的系统。
理想情况下，施加于信号链输入端的每一个伏特都由ADC以数字表示一个伏特的输出。但是，事实并非如此。所有转换器和信号链都存在与此相关的有限数量误差。本文揭示了转换器内部的不精确性累积到何种程度即会导致这些误差。定义新设计的系统参数时，若测量精度极为重要，那么这些内容对于理解如何正确指定一个ADC有着重要作用。
ADC的不精确性
无论何种信号链，转换器都是系统的基本要素。为设计选择的任何ADC都会决定系统的总精度。换言之，系统精度不可能高于转换器的最低有效位(LSB)大小。为了表明这一点，让我们来看一个简短的ADC不精确性指南。
首先，注意到由于ADC不是理想的，并且分辨率有限，因此它们在输出端只能显示有限数量的信息表示。表示的信息数量由转换器满量程输入除以2N表示，N为转换器的理想位数。
图1. ADC量化误差
例如，假设选择一个12位ADC，则它可在输出端以4096个数字表示施加于转换器输入端的任何信号。这些表示信息确实存在有限量的误差。因此，如果12位ADC的输入满量程(VFS)为10 V p-p，那么其理想情况下的LSB大小为2.44 mV p-p，精度为±1.22 mV。
（公式一）
而实际上，ADC是非理想的。在转换器内部存在一定噪声， KT/C甚至直流中也有噪声。记住，1 kΩ电阻等效于4 nV∙Hz (1 Hz带宽，25°C)。注意，查看12位ADC数据手册时，SNR通常为大约70 dB到72 dB。但是，根据下列公式，一个12位ADC理想情况下应当具有74 dB：
（公式二）
因此，实际上12位分辨率是无法达到的，因为转换器本身存在一定的不精确性，如图2所示。
图2. ADC的不精确性
这些不精确性或误差决定了转换器表示信号的效率，并最终为信号链所接收。失调误差定义为传递函数无法通过零点的模拟值。增益误差是失调误差为零时理想与实际传递函数之间的满量程数值之差。通常意义上的线性度误差或非线性度是指零电平与满量程之间的直线偏差，如图1所示。
有关ADC不精确性的更多信息
对最基本的模数转换器误差进行定义并有所了解后，再说明这些误差的区别会有些帮助。大部分ADC的失调和增益都存在这种小误差，通常可以忽略或通过外部模拟电路调节(消除)，或者采用数字技术校正。然而，诸如线性度、量化和温度系数等其他误差无法轻易调节或消除。
模数转换器线性度只与转换器自身有关，即取决于架构和工艺变化。有很多方法可以校正，但都很昂贵。设计人员有两种选择：
-
购买更好、成本更高的转换器，或采用数字手段校正线性度，数字校正的成本也十分高昂，这意味着可能需要更多资源来指定DSP或FPGA，因为线性度会随温度和工艺的变化而改变；
-
根据采样速率、IF和分辨率，数字校正可能需要广泛的特性表述和查找表，以便即时校正或调节ADC的性能。
线性度有两种类型的误差：它们是差分非线性和积分非线性， 通常分别称为DNL和INL。
-
DNL定义为偏离理想值的一切误差或偏差。换言之，它表示两个相邻代码的模拟差与理想代码值VFS/2N之间的偏差。可将其看作与ADC的SNR性能相关的因素。随着代码的偏差越来越大，转换数也随之下降。该误差在温度范围内的界限为±0.5 LSB，可保证无失码。
-
INL定义为零电平和满量程之间的理想直线近似曲率偏差。多数情况下，INL决定了ADC的SFDR性能。INL总偏差形状可以决定最主要的谐波性能。比如，INL曲线呈弓形会相应产生更差的偶次谐波，而INL曲线呈S弓形则通常产生奇次谐波。该误差本质上与频率有关，并与这类误差分析无关。
哪怕可以消除静态失调和增益误差，与失调和增益误差有关的温度系数将会依然存在。
例如，一个12位ADC具有10 ppm增益误差，或FSR/°C = 0.001%/°C。12位系统中的1 LSB为¼096，或者近似等于0.024%。
因此，若125°C ∆ (–40°C至 85°C)，则产生±2.5 LSB增益温度系数 误差，或0.001% × 125 = 0.125%，其中，0.125/0.024 = 5.1或±2.55 LSB。
对于失调温度系数，5 ppm失调误差或FSR/°C = 0.0005%/°C。
这将产生±1.3 LSB失调温度系数误差，或 0.0005% × 125 = 0.0625。其中，0.0625/0.024 = 2.6或±1.3 LSB。
本站声明： 本文章由作者或相关机构授权发布，目的在于传递更多信息，并不代表本站赞同其观点，本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者，如若文章内容侵犯您的权益，请及时联系本站删除。
ADC(Analog to Digital Converter, 模数转换器), 用于实现模拟信号向数字信号的转换。A/D转换的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟信号(电信号)转换为时间离散、幅值也离散的数字信号(二进制...
关键字：
ADC
转换原理
模拟信号
一直以来，ADC模数转换器都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在，小编将为大家带来模数转换器的相关介绍，详细内容请看下文。
关键字：
ADC
模数转换器
本款ADC具有高通道密度优势，可使CT模组达到更小像素，使CT扫描仪的成像质量达到较高的分辨率。
关键字：
ADC
这款测试芯片是业界首款采用12纳米FinFet(FF)技术为音频IP提供完整解决方案的产品。该芯片完美结合了高性能、低功耗和优化的占板面积，为电池供电应用提供卓越的音质与功能。这款专用测试芯片通过加快产品上市进程、提供同...
关键字：
测试芯片
半导体
ADC
2024年1月23日，鼎阳科技正式发布8GHz带宽高分辨率示波器，树立了国产高分辨率示波器的新标杆。此次发布的示波器为SDS7000A系列推出的新型号SDS7804A，具备12-bit高精度ADC，1Gpts存储深度，支...
关键字：
示波器
ADC
第三代半导体
本文介绍新一代多路复用模数转换器(ADC)如何提供更多通道、更深入的信号链集成、灵活性和鲁棒性优势，以简化复杂系统设计，从而支持在先进工厂和生产设施中实现自动化和过程控制。
关键字：
ADC
RC低通滤波器
鲁棒性
新厂房将提供从抗体中间体到偶联原液及制剂的一站式临床和商业化生产服务 产能翻番，为需求激增的全球偶联药行业提供更强大赋能 无锡2023年9月20日 /美通社/ -- 全球领先的生物偶联药合同研究、开发和生...
关键字：
ADC
全自动
新加坡
自动化系统
公司工业电子产品有着广阔的市场空间，应用于工业测量和信号调理的SmartAnalog系列高精度SOC芯片已正式发布，正在拓展品牌工业客户的导入。
关键字：
SAR
ADC
SmartAnalog
SAR ADC是一个非常常见的拓扑结构，这是一种在速度、分辨率和功率之间提供了很好平衡的折衷方案。SAR ADC的一个关键优势是几乎没有延迟。因此在很多应用领域都能看到使用SAR ADC。
关键字：
SAR
ADC
拓扑结构
高精度ADC即高精度模数转换器，是一种能够将输入模拟信号转换为数字信号的芯片，在多种工业、医疗和科研领域都有广泛应用。高精度ADC的主要特点是能够提供高分辨率、高速度和高精度的模数转换，并且具有很强的抗噪能力和线性度。
关键字：
ADC
高精度ADC
模数转换
为增进大家对ADC模拟数字转换器的认识，本文将对ADC模拟数字转换器基本参数以及提高ADC模拟数字转换器性能的建议予以介绍。
关键字：
ADC
指数
模拟数字转换器
为增进大家对ADC模拟数字转换器的认识，本文将对ADC模拟数字转换器基本原理、ADC模拟数字转换器输入类型予以介绍。
关键字：
ADC
指数
模拟数字转换器
为增进大家对ADC模拟数字转换器的认识，本文将对高速ADC模拟数字转换器予以介绍。
关键字：
ADC
指数
模拟数字转换器
上海2023年3月6日 /美通社/ -- 致力于与研究人员合作推动科学进步并加速实现突破的全球生命科学公司abcam（NASDAQ:ABCM）近日宣布授权迈杰医学，双方将就Claudin18.2伴随诊断的开发、注册和商业...
关键字：
开发平台
ADC
NI
CD
北京2023年2月5日 /美通社/ -- 2023年2月4日，在第二十三个世界癌症日到来之际，由淋巴瘤之家主办，罗氏制药中国支持的"驱散‘弥'雾的光"弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）患者全年关爱项目正...
关键字：
ADC
BSP
创始人
大赛
重磅ADC药物"恩美曲妥珠单抗"（商品名：赫赛莱®）早晚期适应症双双纳入医保 北京2023年1月18日 /美通社/ -- 2023年1月18日，国家医疗保障局发布最新公告，罗氏乳腺癌抗HER...
关键字：
ADC
PC
BSP
CE
一线、复发/难治适应症同时获批，将改写20年弥漫大B细胞淋巴瘤治疗标准 上海2023年1月13日 /美通社/ -- 2023年1月13日，罗氏制药中国宣布，旗下全球首个靶向CD79b的抗体药物偶联物（ADC）优罗华&r...
关键字：
BSP
CD
ADC
SE
将实现亚洲范围内的"一站式"连接 香港2023年1月12日 /美通社/ -- 作为国际领先的电信服务提供商之一，中国电信国际有限公司（"中国电信国际"）与香港排名第一的...
关键字：
ADC
中国电信
BSP
电信运营商
在下述的内容中，小编将会对测试测量仪器示波器的相关消息予以报道，如果示波器是您想要了解的焦点之一，不妨和小编共同阅读这篇文章哦。
关键字：
示波器
测试测量
ADC
要测试精密仪器仪表，需要使用超低失真、低噪声、高性能的信号发生器。新的产品通常需要保证性能指标在较高的水平。有些参考设计(例如ADMX1002)利用高性能精密数模转换器(DAC)简化了这一任务，这些转换器具有出色的精度和...
关键字：
ADI
ADC
下载文档
