九項(xiàng)常被忽略的ADC技術(shù)指標(biāo)

　模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的種類(lèi)繁多，我們總是很難弄清哪種ADC才最適合既定應(yīng)用。數(shù)據(jù)手冊(cè)往往會(huì)使問(wèn)題變得更加復(fù)雜，許多技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)都以無(wú)法預(yù)料的方式影響著性能。

　　選擇轉(zhuǎn)換器時(shí)，工程師通常只關(guān)注分辨率、信噪比(SNR)或者諧波。這些雖然很重要，指標(biāo)但其他技術(shù)指標(biāo)同樣舉足輕重。

　　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(cè)會(huì)列出有效位數(shù)(ENOB)，它使用實(shí)際SNR測(cè)量來(lái)計(jì)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。NSD可以通過(guò)已知的采樣速率、輸入范圍、SNR和輸入阻抗計(jì)算得出(dBm/Hz)。已知這些參數(shù)，便可選擇一款轉(zhuǎn)換器來(lái)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(hù)還會(huì)考慮雜散和諧波性能，這些都與分辨率無(wú)關(guān)，但轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)人員一般要調(diào)整他們的設(shè)計(jì)，使諧波與分辨率相一致。

　　電源抑制(PSR)，測(cè)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(duì)于輸入電平，電源線(xiàn)上的噪聲將僅會(huì)受到30至50 dB的抑制。

　　一般而言，電源上的無(wú)用信號(hào)與轉(zhuǎn)換器的輸入范圍相關(guān)。例如，如果電源上的噪聲是20mV rms ，而轉(zhuǎn)換器輸入范圍是0.7Vrms，則輸入上的噪聲是-31dBFS。如果轉(zhuǎn)換器的PSR為30dB，則相干噪聲會(huì)在輸出中顯現(xiàn)為一條-61dBFS譜線(xiàn)。在確定電源將需要多少濾波和去耦時(shí)，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。

　　圖1：電源紋波抑制比(PSRR)vs.頻率。

　　共模抑制(CMR)，測(cè)量共模信號(hào)存在時(shí)所引起的差模信號(hào)。許多ADC采用差分輸入來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)共模信號(hào)的高抗擾度，因?yàn)椴罘州斎虢Y(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(hào)、混頻器和RF濾波器的RF泄漏以及能夠產(chǎn)生高電場(chǎng)和磁場(chǎng)的應(yīng)用會(huì)引入共模信號(hào)，雖然許多轉(zhuǎn)換器未規(guī)定CMR，但他們通常具有50至80dB的CMR。

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

　　圖2：輸入時(shí)鐘與采樣噪聲的關(guān)系。