ADC的有效位数与有效分辨率的区别 - ADC中如何确定位数以及有效位数的理解

　　ADC的有效位数与有效分辨率的区别

　　ADC的分辨率位数（N）可决定ADC的动态范围（DR），其代表ADC可测量的输入信号等级范围，通常以［dB］为单位。DR可定义为：

　　

　　请注意，由于信号在给定时间视窗内的RMS幅值取决于信号幅值在该时间视窗内如何变化，因此ADC的DR变化取决于输入信号特征。对于其满量程范围（FSR）内的恒定DC输入而言，理想的N位ADC可分别测量FSR和FSR/2N的最大及最小RMS幅值。因此，ADC的DR为：

　　

　　同理，对于幅值随ADCFSR变化而变化的正弦波信号输入而言，理想的N位ADC可测量（FSR/2）/√2的最大RMS幅值。正弦波输入信号的最小可测量RMS幅值受量化误差的限制，其近似于幅值为半个LSB或FSR/2N+1的锯齿波。幅值A的锯齿波RMS幅值为A/√3。因此，正弦波输入信号的理想ADC的DR是：

　　

　　真正的ADC具有可降低DR的误差。事实上，根据输入信号特征的不同，在输入信号接近其最小值时，ADC输出有不同类型的误差占主导地位。

　　对于恒定DC输入而言，ADC的输出误差主要取决于所谓的“过渡”噪声，其包含ADC、ADC驱动器以及电源等组件的固有宽带散热噪声。如果ADC不存在较大的线性（DNL）问题，过渡噪声可在ADC输出端产生一个近似高斯代码分布。

　　

　　本直方图的一个标准偏差（σHISTO）相当于过渡噪声的RMS值。在σHISTO》1LSB时，ADC的DCDR就会减小至：

　　

　　将（2）和（4）组合起来，可重新计算出降低的分辨率或有效分辨率：

　　

　　同理，对于时间变化的输入而言，ADC的输出包含动态误差（即量化噪声与失真）以及可降低DR的过渡噪声。改变后的DR通常被称为SINAD，重新计算的ADC分辨率被称为ENOB。因此：

　　

　　总之，给定ADC可能具有不同的DR和分辨率，主要取决于输入是AC（交流）还是DC（直流）信号。因此，ADC分辨率有单独的衡量指标，其对应于不同的输入条件，即ENOB对应于AC（交流），有效分辨率对应于DC（直流）输入。确定哪种更适合自然取决于您的应用。