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纳米软件带你了解ADC模数转换器的概念以及如何区分模数转换器的好坏

时间:2023-10-11

模拟数字转换器,即A/D转换器,或简称ADC(Analog to Digital Converter),通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义,仅仅表示一个相对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准,比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。

A/D转换的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟信号转换为时间离散、幅值也离散的数字信号,因此,A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。在实际电路中,这些过程有的是合并进行的,例如,取样和保持,量化和编码往往都是在转换过程中同时实现的。

模数转换器测试系统

这种转换器的基本原理是把输入的模拟信号按规定的时间间隔采样,并与一系列标准的数字信号相比较,数字信号逐次收敛,直至两种信号相等为止。然后显示出代表此信号的二进制数,模拟数字转换器有很多种,如直接的、间接的、高速高精度的、超高速的等。每种又有许多形式。同模拟数字转换器功能相反的称为“数字模拟转换器”,亦称“译码器”,它是把数字量转换成连续变化的模拟量的装置,也有许多种和许多形式。

针对各种ADC芯片,如何区分ADC芯片性能的好坏呢?

芯片测试系统

1、精度、也称为分辨率(Resolution),单位(Bits)比特;精度越高的ADC转换出来的数字信号越接近于原来真实的模拟信号;另一方面,该精度只表示ADC输出的位数,不代表这些位数里真正的信号分量。

2、量化误差 (Quantizing Error) 由于AD的有限分辩率而引起的误差,即有限分辩率AD的阶梯状转移特性曲线与无限分辩率AD(理想AD)的转移特性曲线(直线)之间的最大偏差。通常是1 个或半个最小数字量的模拟变化量,表示为1LSB、1/2LSB。

3、采样速率(Input Sampling Rate)单位是SPS,如果ADC的采样频率是Fs(Hz),那么它可以转换的模拟信号带宽至多是Fs/2(Hz)。比如1Msps代表着1M Samples Per Second,对应的ADC的采样频率就是1MHz,可以转换的模拟信号带宽至多是1/2MHz。

4、功耗 Power Diss 单位 mW;

5、噪声 Chip Noise 单位 Vrms 均方根;

6、温漂 Temperature Drift 单位 ppm/℃;

7、实际精度 ENOB ADC 输出的信号位数 单位 比特;

8、信噪比 SNR 单位分贝。

ADC的选型指标

•采样精度—— 即分辨率,一般有10位、12位、16位等;

•转换时间—— 即每次采样所需的时间,表征 ADC 的转换速度,与 ADC 的时钟频率、采样周期、转换周期有关;

•数据输出方式—— 如并口输出、串口输出;

•ADC类型—— 不同类型的 ADC 有不同的性能极限;

•工作电压—— 需要注意 ADC 的工作电压范围、能否直接测量负电压等;

•芯片封装—— 芯片封装是否符合产品设计要求;

•性价比—— 控制成本。

 

原文链接:https://www.namisoft.com/news/dyglxpcszt/249.html

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