ADC 是數(shù)模轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)稱，諸多廠家都在積極制造更高性能的 ADC。在前文中，小編對(duì)如何提高 ADC 性能給出了部分建議。為增進(jìn)大家對(duì) ADC 的認(rèn)識(shí)，本文將從兩方面介紹 ADC：1.ADC 輸入噪聲有何利弊?2. 什么是高精度 ADC。


一、ADC 輸入噪聲利弊分析

多數(shù)情況下，輸入噪聲越低越好，但在某些情況下，輸入噪聲實(shí)際上有助于實(shí)現(xiàn)更高的分辨率。這似乎毫無(wú)道理，不過(guò)繼續(xù)閱讀本指南，就會(huì)明白為什么有些噪聲是好的噪聲。

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折合到輸入端噪聲(代碼躍遷噪聲)

實(shí)際的 ADC 在許多方面與理想的 ADC 有偏差。折合到輸入端的噪聲肯定不是理想情況下會(huì)出現(xiàn)的，它對(duì) ADC 整體傳遞函數(shù)的影響如圖 1 所示。隨著模擬輸入電壓提高，"理想"ADC(如圖 1A 所示)保持恒定的輸出代碼，直至達(dá)到躍遷區(qū)，此時(shí)輸出代碼即刻跳變?yōu)橄乱粋€(gè)值，并且保持該值，直至達(dá)到下一個(gè)躍遷區(qū)。理論上，理想 ADC 的"代碼躍遷"噪聲為 0,躍遷區(qū)寬度也等于 0. 實(shí)際的 ADC 具有一定量的代碼躍遷噪聲，因此躍遷區(qū)寬度取決于折合到輸入端噪聲的量(如圖 1B 所示)。圖 1B 顯示的情況是代碼躍遷噪聲的寬度約為 1 個(gè) LSB(最低有效位)峰峰值。

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圖 1:代碼躍遷噪聲(折合到輸入端噪聲)及其對(duì) ADC 傳遞函數(shù)的影響

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由于電阻噪聲和"kT/C"噪聲，所有 ADC 內(nèi)部電路都會(huì)產(chǎn)生一定量的均方根(RMS)噪聲。即使是直流輸入信號(hào)，此噪聲也存在，它是代碼躍遷噪聲存在的原因。如今通常把代碼躍遷噪聲稱為"折合到輸入端噪聲",而不是直接使用"代碼躍遷噪聲"這一說(shuō)法。折合到輸入端噪聲通常用 ADC 輸入為直流值時(shí)的若干輸出樣本的直方圖來(lái)表征。大多數(shù)高速或高分辨率 ADC 的輸出為一系列以直流輸入標(biāo)稱值為中心的代碼(見(jiàn)圖 2)。為了測(cè)量其值，ADC 的輸入端接地或連接到一個(gè)深度去耦的電壓源，然后采集大量輸出樣本并將其表示為直方圖(有時(shí)也稱為"接地輸入"直方圖)。由于噪聲大致呈高斯分布，因此可以計(jì)算直方圖的標(biāo)準(zhǔn)差σ-,它對(duì)應(yīng)于有效輸入均方根噪聲。參考文獻(xiàn) 1 詳細(xì)說(shuō)明了如何根據(jù)直方圖數(shù)據(jù)計(jì)算σ值。該均方根噪聲雖然可以表示為以 ADC 滿量程輸入范圍為基準(zhǔn)的均方根電壓，但慣例是用 LSB rms 來(lái)表示