浅析ADC的参数含义

1. 位宽

即前一节提到的量化位数，常见的有8bit，10bit，12bit，16bit，24bit。比较少见的部分高速ADC有6bit~8bit。

2. 分辨率

ADC所能分辨的最小量化信号的能力，最小分辨能力Δ=输入满量程电压/2^N。分辨率主要由ADC的位数(输出数字量的位数)决定，也与输入满量程有一定的关系。如一个输出满量程为0~5V的ADC、8位的ADC，其最小变化量为5V/2^8，约为19.5mV。若将ADC的位宽增加为10位，则ADC的最小变化量为5V/2^10，约为4.88mV。

3. 量化误差Σ

在量化过程中由于所采样的电压不一定能被Δ(最小量化单位)整除，所以量化前后存在一定误差，此误差称为量化误差。量化误差属于原理误差，无法消除，理论上转换器的位数越高，各离散电平之间的差值越小，量化误差就越小。

4. INL

INL (IntergerNonLinear, 积分非线性),指ADC实际转换曲线与理想曲线在纵轴方向的差值，单位LSB，用于表示实际转换曲线与理想的偏差程度。

5. DNL

DNL (DifferentialNonLinear, 微分非线性),指ADC的实际量化台阶与对应于1LSB的理想值之间的差异。理想ADC偏差为0LSB。若DNL<1LSB，意味着传输函数具有单调性，没有丢码。

6. SNR

SNR (Signal NoiseRatio，信噪比), ADC输出信号功耗和噪声功耗的比值，用dB表示。SNR=10*log(P_signal/P_noise)，其中信号频谱图中基波分量有效值，噪声=总能量-信号能量和谐波能量。理想ADC的噪声主要来自量化噪声。

1.3 SAR型ADC原理

SAR(Successive Approximation, 逐次比较型), 包括一个比较器，一个数模转换器、一个逐次逼近寄存器(SAR)和控制逻辑单元。将输入的模拟信号与已知电压(DAC，数模转换)不断进行比较，一个时钟周期完成一次转换，N位的ADC需要N个时钟周期完成转换，转换完成后输出二进制。

从上面描述可以看出，此种ADC有个问题，位宽越宽，转换需要的时钟周期越多，即如果想提高ADC分辨率，会限制采样速率。所有此种ADC一般用在低速场景。

1.4 Σ-Δ型ADC原理

Σ-Δ型(Sigma-Delta-Converter, Σ-Δ型模数转换器), 又称为过采样转换器，它采用增量编码方式，根据前一量值与后一量值的差值的大小进行量化和编码。Σ-Δ型ADC主要由Σ-Δ型调制器和数字滤波器组成。调制器主要完成信号抽样和增量编码，给数字滤波器提供增量编码。数字滤波器完成对Σ-Δ码的抽取滤波，把增量码转换成高分辨率的线性脉冲码调制的数字信号，因此抽取滤波器实际上相当于一个码型变化器。