MT-004：ADC输入噪声面面观 - 噪声是利还是弊？

所有模数转换器(ADC)都有一定量的“折合到输入端噪声”，可以将其模拟为与无噪声ADC输入串联的噪声源。折合到输入端噪声与量化噪声不同，后者仅在ADC处理交流信号时出现。多数情况下，输入噪声越低越好，但在某些情况下，输入噪声实际上有助于实现更高的分辨率。这似乎毫无道理，不过继续阅读本指南，就会明白为什么有些噪声是好的噪声。
MT-004
指南

ADC输入噪声面面观――噪声是利还是弊？

作者：Walt Kester

简介

所有模数转换器(ADC)都有一定量的“折合到输入端噪声”，可以将其模拟为与无噪声ADC
输入串联的噪声源。折合到输入端噪声与量化噪声不同，后者仅在ADC处理交流信号时出
现。多数情况下，输入噪声越低越好，但在某些情况下，输入噪声实际上有助于实现更高
的分辨率。这似乎毫无道理，不过继续阅读本指南，就会明白为什么有些噪声是好的噪
声。

折合到输入端噪声(代码跃迁噪声)

实际的ADC在许多方面与理想的ADC有偏差。折合到输入端的噪声肯定不是理想情况下
会出现的，它对 ADC整体传递函数的影响如图 1所示。随着模拟输入电压提高， “理想 ”
ADC(如图1A所示)保持恒定的输出代码，直至达到跃迁区，此时输出代码即刻跳变为下一
个值，并且保持该值，直至达到下一个跃迁区。理论上，理想 ADC的 “代码跃迁 ”噪声为
0，跃迁区宽度也等于0。实际的ADC具有一定量的代码跃迁噪声，因此跃迁区宽度取决于
折合到输入端噪声的量(如图1B所示)。图1B显示的情况是代码跃迁噪声的宽度约为1个LSB
(最低有效位)峰峰值。


(A) IDEAL ADC (B) ACTUAL ADC