當(dāng)前位置：首頁 > 公眾號精選 > 21ic電子網(wǎng)

模數(shù)轉(zhuǎn)換器如何選擇？這些指標(biāo)的影響一定要get！

時間：2020-04-24 16:04:39

關(guān)鍵字：模數(shù)轉(zhuǎn)換器 GE PS ADC

手機(jī)看文章

掃描二維碼
隨時隨地手機(jī)看文章

[導(dǎo)讀]在選擇器件時，我們常常會對DATASHEET上的技術(shù)指標(biāo)有所取舍，畢竟不是每一項技術(shù)指標(biāo)都對自己想要實現(xiàn)的系統(tǒng)目標(biāo)造成影響，而對于ADC來說，信噪比（SNR），毫無疑問是人們重點關(guān)注的對象。那么除了信噪比之外，其他的技術(shù)指標(biāo)對于我們的系統(tǒng)來說又會產(chǎn)生哪些

在選擇器件時，我們常常會對DATASHEET上的技術(shù)指標(biāo)有所取舍，畢竟不是每一項技術(shù)指標(biāo)都對自己想要實現(xiàn)的系統(tǒng)目標(biāo)造成影響，而對于ADC來說，信噪比（SNR），毫無疑問是人們重點關(guān)注的對象。

那么除了信噪比之外，其他的技術(shù)指標(biāo)對于我們的系統(tǒng)來說又會產(chǎn)生哪些影響呢？

分辨率

分辨率，可能是最易被誤解的技術(shù)指標(biāo)，它表示輸出位數(shù)，但不提供性能數(shù)據(jù)。部分?jǐn)?shù)據(jù)手冊會列出有效位數(shù)(ENOB)，它使用實際SNR測量來計算轉(zhuǎn)換器的有效性。一種更加有用的轉(zhuǎn)換器性能指標(biāo)是噪聲頻譜密度(NSD)，單位為dBm/Hz或HznV。NSD可以通過已知的采樣速率、輸入范圍、SNR和輸入阻抗計算得出(dBm/Hz)。已知這些參數(shù)，便可選擇一款轉(zhuǎn)換器來匹配前端電路的模擬性能，這種選擇ADC的方法比僅僅列出分辨率更有效。

許多用戶還會考慮雜散和諧波性能，這些都與分辨率無關(guān)，但轉(zhuǎn)換器設(shè)計人員一般要調(diào)整他們的設(shè)計，使諧波與分辨率相一致。

電源抑制（PSR）

電源抑制(PSR)測量電源紋波如何與ADC輸入耦合，顯現(xiàn)在其數(shù)字輸出上。如果PSR有限，相對于輸入電平，電源線上的噪聲將僅會受到30至50 dB的抑制。

一般而言，電源上的無用信號與轉(zhuǎn)換器的輸入范圍相關(guān)。例如，如果電源上的噪聲是20 mV rms ，而轉(zhuǎn)換器輸入范圍是0.7 Vrms，，則輸入上的噪聲是–31 dBFS。如果轉(zhuǎn)換器的PSR為 30 dB，則相干噪聲會在輸出中顯現(xiàn)為一條–61 dBFS譜線。在確定電源將需要多少濾波和去耦時，PSR尤其有用，PSR在醫(yī)療應(yīng)用或工業(yè)應(yīng)用等高噪聲環(huán)境中非常重要。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器如何選擇？這些指標(biāo)的影響一定要get！

圖1.電源紋波抑制比(PSRR)vs.頻率

共模抑制（CMR）

共模抑制(CMR)測量共模信號存在時所引起的差模信號。許多ADC采用差分輸入來實現(xiàn)對共模信號的高抗擾度，因為差分輸入結(jié)構(gòu)本身能抑制偶數(shù)階失真產(chǎn)物。

與PSR一樣，電源紋波、接地層上產(chǎn)生的高功率信號、混頻器和RF濾波器的RF泄漏以及能夠產(chǎn)生高電場和磁場的應(yīng)用會引入共模信號，雖然許多轉(zhuǎn)換器未規(guī)定CMR，但他們通常具有50至80 dB的CMR。

時鐘相關(guān)技術(shù)指標(biāo)

時鐘相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，盡管比較重要，但并不總是作出規(guī)定，而且可能難以確定。

圖2. 輸入時鐘與采樣噪聲的關(guān)系

時鐘壓擺率

時鐘壓擺率是實現(xiàn)額定性能所需的最小壓擺率。多數(shù)轉(zhuǎn)換器在時鐘緩沖器上有足夠的增益，以確保采樣時刻界定明確，但如果壓擺率過低使得采樣時刻很不確定，將產(chǎn)生過量噪聲。如果規(guī)定最小輸入壓擺率，用戶應(yīng)滿足該要求，以確保額定噪聲性能。

孔徑抖動

孔徑抖動是ADC的內(nèi)部時鐘不確定性。ADC的噪聲性能受內(nèi)部和外部時鐘抖動限制。

在典型的數(shù)據(jù)手冊中，孔徑抖動僅限轉(zhuǎn)換器。外部孔徑抖動以均方根方式與內(nèi)部孔徑抖動相加。對于低頻應(yīng)用，抖動可能并不重要，但隨著模擬頻率的增加，由抖動引起的噪聲問題變得越來越明顯。如果不使用充足的時鐘，性能將比預(yù)期要差。

除由于時鐘抖動而增加的噪聲以外，時鐘信號中與時鐘不存在諧波關(guān)系的譜線也將顯現(xiàn)為數(shù)字化輸出的失真。因此，時鐘信號應(yīng)具有盡可能高的頻譜純度。

孔徑延遲是采樣信號的應(yīng)用與實際進(jìn)行輸入信號采樣的時刻之間的時間延遲。此時間通常為納秒或更小，可能為正、為負(fù)或甚至為零。除非知道精確的采樣時刻非常重要，否則孔徑延遲并不重要。

轉(zhuǎn)換時間和轉(zhuǎn)換延遲

轉(zhuǎn)換時間和轉(zhuǎn)換延遲是兩個密切相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)。轉(zhuǎn)換時間一般適用于逐次逼近型轉(zhuǎn)換器(SAR)，這類轉(zhuǎn)換器使用高時鐘速率處理輸入信號，輸入信號出現(xiàn)在輸出上的時間明顯晚于轉(zhuǎn)換命令，但早于下一個轉(zhuǎn)換命令。轉(zhuǎn)換命令與轉(zhuǎn)換完成之間的時間稱為轉(zhuǎn)換時間。

轉(zhuǎn)換延遲通常適用于流水線式轉(zhuǎn)換器。作為測量用于產(chǎn)生數(shù)字輸出的流水線（內(nèi)部數(shù)字級）數(shù)目的技術(shù)指標(biāo)，轉(zhuǎn)換延遲通常用流水線延遲來規(guī)定。通過將此數(shù)目乘以應(yīng)用中使用的采樣周期，可計算實際轉(zhuǎn)換時間。

喚醒時間

喚醒時間，為了降低功耗敏感型應(yīng)用的功耗，器件通常在相對不用期間關(guān)斷，這樣做確實可以節(jié)省大量功耗，但器件重新啟動時，內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源的穩(wěn)定以及內(nèi)部時鐘的功能恢復(fù)都需要一定的時間，此時轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)將不滿足技術(shù)指標(biāo)。

輸出負(fù)載

輸出負(fù)載，同所有數(shù)字輸出器件一樣，ADC，尤其是CMOS輸出器件，規(guī)定輸出驅(qū)動能力。出于可靠性的原因，知道輸出驅(qū)動能力比較重要，但最佳性能一般是在未達(dá)到完全驅(qū)動能力時。

在高性能應(yīng)用中，重要的是，將輸出負(fù)載降至最低，并提供適當(dāng)?shù)娜ヱ詈蛢?yōu)化布局，以盡可能降低電源上的壓降。為了避免此類問題發(fā)生，許多轉(zhuǎn)換器都提供LVDS輸出。LVDS具有對稱性，因此可以降低開關(guān)電流并提高總體性能。如果可以，應(yīng)該使用LVDS輸出以確保最佳性能。

未規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)

未規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，一個至關(guān)重要的未規(guī)定項目是PCB布局。雖然可規(guī)定內(nèi)容的不多，但它會顯著影響轉(zhuǎn)換器的性能。例如，如果應(yīng)用未能采用充足的去耦電容，就會存在過多的電源噪聲。由于PSR有限，電源上的噪聲會耦合到模擬輸入中，并破壞數(shù)字輸出頻譜，如圖3所示。

圖3a. 電容與性能

圖3b. 有限電容與性能

免責(zé)聲明：本文內(nèi)容由21ic獲得授權(quán)后發(fā)布，版權(quán)歸原作者所有，本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。文章僅代表作者個人觀點，不代表本平臺立場，如有問題，請聯(lián)系我們，謝謝！

掃描二維碼，關(guān)注更多精彩內(nèi)容

本站聲明：本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布，目的在于傳遞更多信息，并不代表本站贊同其觀點，本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者，如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益，請及時聯(lián)系本站刪除。

換一批

阿維塔、賽力斯已入股！華為引望可能成“中國博世”

9月2日消息，不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司，隨著阿維塔和賽力斯的入局，華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字：阿維塔塞力斯華為

[美通社全球TMT]

Trianz與AWS達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議，徹底改變云采用和管理方式

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布，該公司與Amazon Web Services （AWS）簽訂了...

關(guān)鍵字： AWS AN BSP 數(shù)字化

[美通社全球TMT]

人工智能驅(qū)動工具SODA V將顛覆汽車市場，使汽車開發(fā)時間和成本降低90%

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V，這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具，可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關(guān)鍵字：汽車人工智能智能驅(qū)動 BSP

[美通社全球TMT]

從容應(yīng)對未知風(fēng)險----解密亞馬遜云科技的韌性之道

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運行，同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險，如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加，頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性，提升韌性，成...

關(guān)鍵字：亞馬遜解密控制平面 BSP

[通信先鋒]

中國游戲市場開始復(fù)蘇！騰訊、網(wǎng)易等巨頭縮減在日本投資

8月30日消息，據(jù)媒體報道，騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字：騰訊編碼器 CPU

[通信先鋒]

獨立自主！華為董事：致力打造不依賴西方的技術(shù)

8月28日消息，今天上午，2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行，華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字：華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

[通信先鋒]

華為張平安：數(shù)字世界話語權(quán)最終由生態(tài)繁榮決定！

8月28日消息，在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上，華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱，數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字：華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

[美通社全球TMT]

中國通信服務(wù)公布2024年中期業(yè)績

要點：有效應(yīng)對環(huán)境變化，經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升落實提質(zhì)增效舉措，毛利潤率延續(xù)升勢戰(zhàn)略布局成效顯著，戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，提升企業(yè)核心競爭力堅持高質(zhì)量發(fā)展策略，塑強(qiáng)核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字：通信 BSP 電信運營商數(shù)字經(jīng)濟(jì)

[美通社全球TMT]

NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟成立！自主生態(tài)將帶動產(chǎn)業(yè)鏈高速發(fā)展

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日，由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學(xué)會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字： VI 傳輸協(xié)議音頻 BSP

[美通社全球TMT]