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ADC中的ABC:理解ADC误差对系统性能的影响

资料介绍
摘要:许多工程师会在设计中遇到一些很微妙的问题:ADC的规格常常低于系统要求的指标。本文介绍了如何根据系统需求合理选择ADC,列举了ADC测量中可能遇到的各种误差源。
ADC中的ABC:理解ADC误差对系统性能的影响
Jul 20, 2009

摘要:许多工程师会在设计中遇到一些很微妙的问题:ADC 的规格常常低于系统要求的指标。本文介绍了如何根据系统需求合理选
择ADC ,列举了ADC 测量中可能遇到的各种误差源。

采用12 位分辨率的模数转换器(ADC) 未必意味着你的系统将具有12 位的精度。很多时候,令工程师们吃惊和不解的是:数据采集系统所
表现出的性能往往远低于期望值。如果这个问题直到样机运行时才被发现,只好慌慌张张地改用更高性能的ADC ,大量的时间被花费在
重新更改设计上,同时,试投产的日程在迅速临近。问题出在哪里? 最初的分析中有那些因素发生了改变? 对于ADC 的性能指标有一个
深入的了解,将有助于发现一些经常导致性能指标不尽人意的细节所在。对于ADC 指标的理解还有助于为你的设计选择正确的ADC 。

我们从建立整个系统的性能需求入手,系统中的每个元器件都有相应的误差,我们的目标是将整体误差限定在一定的范围内。ADC 是信
号通道的关键部件,必须谨慎选择适当的器件。在我们开始评估整体性能之前,假设ADC 的转换效率、接口、供电电源、功耗、输入范
围以及通道数均满足系统要求。ADC 的精度与几项关键规格有关,其中包括:积分非线性(INL) 、失调和增益误差、电压基准的精度、
温度效应、交流特性等。最好从直流特性入手评估ADC 的性能,因为ADC 的交流参数测试存在多种非标准方法,基于直流特性比较容易
对两个IC进行比较。直流特性通常比交流特性更能反映器件的问题。


系统要求
确定系统整体误差的常见方法有两种:均方根和(RSS) 、最差工作条件下的测试。采用RSS时,对每项误差取平均,然后求和并计算开
方值。RSS误差由下式计算:


……
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