ADC 是数模转换器的简称，诸多厂家都在积极制造更高性能的 ADC。在前文中，小编对如何提高 ADC 性能给出了部分建议。为增进大家对 ADC 的认识，本文将从两方面介绍 ADC：1.ADC 输入噪声有何利弊?2. 什么是高精度 ADC。


一、ADC 输入噪声利弊分析

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。

 


图 1:代码跃迁噪声(折合到输入端噪声)及其对 ADC 传递函数的影响

 

由于电阻噪声和"kT/C"噪声，所有 ADC 内部电路都会产生一定量的均方根(RMS)噪声。即使是直流输入信号，此噪声也存在，它是代码跃迁噪声存在的原因。如今通常把代码跃迁噪声称为"折合到输入端噪声",而不是直接使用"代码跃迁噪声"这一说法。折合到输入端噪声通常用 ADC 输入为直流值时的若干输出样本的直方图来表征。大多数高速或高分辨率 ADC 的输出为一系列以直流输入标称值为中心的代码(见图 2)。为了测量其值，ADC 的输入端接地或连接到一个深度去耦的电压源，然后采集大量输出样本并将其表示为直方图(有时也称为"接地输入"直方图)。由于噪声大致呈高斯分布，因此可以计算直方图的标准差σ­,它对应于有效输入均方根噪声。参考文献 1 详细说明了如何根据直方图数据计算σ值。该均方根噪声虽然可以表示为以 ADC 满量程输入范围为基准的均方根电压，但惯例是用 LSB rms 来表示