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转换器匹配前端电路的模拟

发布时间:2020/9/6 11:34:20 访问次数:989

选择转换器时,工程师通常只关注分辨率、信噪比(SNR)或者谐波。这些虽然很重要,但其他技术规格同样举足轻重。

什么是模数转换器技术规格?技术规格对于模数转换器更是尤为重要。想要破解模数转换器,必须理解相关规格技术才能玩转模数转换器。有如此之多的模数转换器(ADC)可供选择,我们总是很难弄清哪种ADC才最适合既定应用。数据手册往往会使问题变得更加复杂,许多技术规格都以无法预料的方式影响着性能。

辨率可能是最易被误解的技术规格,它表示输出位数,但不提供有用的性能数据。部分数据手册会列出有效位数(ENOB),它使用实际SNR测量来计算转换器的有效性。一 种更加有用的转换器性能指标是以dBm/Hz或nV/√Hz规定的噪声频谱密度(NSD)。NSD可以通过已知采样速率、输入范围、SNR和输入阻抗计算得出(dBm/Hz)。已知这些参数,便可选择一款转换器来匹配前端电路的模拟性能。这种选择ADC的方法比仅仅列出分辨率更有效。

许多用户还会考虑杂散和谐波性能。这些都与分辨率无关,但转换器设计人员一般要调整他们的设计,使谐波与分辨率相一致。

 

电源抑制(PSR)测量电源纹波如何与ADC输入耦合以显现在其数字输出上。如果PSR有限,电源线上的噪声将仅受到低于输入电平30 dB至50 dB的抑制。

电源上的无用信号与转换器的输入范围相关。例如,如果电源上的噪声是20 mV均方根而转换器输入范围是0.7 V均方根,则输入上的噪声是–31 dBFS。如果转换器有 30 dB PSR,则相干噪声会在输出中显现为一条–61 dBFS谱线。在确定电源将需要多少滤波和去耦时,PSR尤其有用。PSR在医疗应用或工业应用等高噪声环境中,以及需 要使用DC-DC转换器的高能效应用中非常重要。

共模抑制(CMR)测量存在共模信号时引起的差模信号。许多ADC采用差分输入来实现对共模信号的高抗扰度,因为差分输入结构本身抑制偶数阶失真积。

与PSR一样,电源纹波、接地层上产生的高功率信号、混频器和RF滤波器的RF泄漏以及能够产生高电场和磁场的应用会引起共模信号。虽然许多转换器不规定CMR,但他们 通常具有50 dB至80 dB的CMR。

 

孔径延迟是采样信号的应用与实际进行输入信号采样的时刻之间的时间延迟。此时间通常为纳秒或更小,可能为正、为负或甚至为零。除非知道精确的采样时刻非常重要,否则孔径延迟并不重要。

转换时间和转换延迟是两个密切相关的技术规格。转换时间一般适用于逐次逼近型转换器(SAR),这类转换器使用高时钟速率处理输入信号,输入信号出现在输出上的时间明显晚于转换命令,但早于下一个转换命令。转换命令与转换完成之间的时间称为转换时间。

转换延迟通常适用于流水线式转换器。作为测量用于产生数字输出的流水线(内部数字级)数目的技术规格,转换延迟通常用流水线延迟来规定。通过将此数目乘以应用中使用的采样周期,可计算实际转换时间。

(素材:eccn.如涉版权请联系删除)

选择转换器时,工程师通常只关注分辨率、信噪比(SNR)或者谐波。这些虽然很重要,但其他技术规格同样举足轻重。

什么是模数转换器技术规格?技术规格对于模数转换器更是尤为重要。想要破解模数转换器,必须理解相关规格技术才能玩转模数转换器。有如此之多的模数转换器(ADC)可供选择,我们总是很难弄清哪种ADC才最适合既定应用。数据手册往往会使问题变得更加复杂,许多技术规格都以无法预料的方式影响着性能。

辨率可能是最易被误解的技术规格,它表示输出位数,但不提供有用的性能数据。部分数据手册会列出有效位数(ENOB),它使用实际SNR测量来计算转换器的有效性。一 种更加有用的转换器性能指标是以dBm/Hz或nV/√Hz规定的噪声频谱密度(NSD)。NSD可以通过已知采样速率、输入范围、SNR和输入阻抗计算得出(dBm/Hz)。已知这些参数,便可选择一款转换器来匹配前端电路的模拟性能。这种选择ADC的方法比仅仅列出分辨率更有效。

许多用户还会考虑杂散和谐波性能。这些都与分辨率无关,但转换器设计人员一般要调整他们的设计,使谐波与分辨率相一致。

 

电源抑制(PSR)测量电源纹波如何与ADC输入耦合以显现在其数字输出上。如果PSR有限,电源线上的噪声将仅受到低于输入电平30 dB至50 dB的抑制。

电源上的无用信号与转换器的输入范围相关。例如,如果电源上的噪声是20 mV均方根而转换器输入范围是0.7 V均方根,则输入上的噪声是–31 dBFS。如果转换器有 30 dB PSR,则相干噪声会在输出中显现为一条–61 dBFS谱线。在确定电源将需要多少滤波和去耦时,PSR尤其有用。PSR在医疗应用或工业应用等高噪声环境中,以及需 要使用DC-DC转换器的高能效应用中非常重要。

共模抑制(CMR)测量存在共模信号时引起的差模信号。许多ADC采用差分输入来实现对共模信号的高抗扰度,因为差分输入结构本身抑制偶数阶失真积。

与PSR一样,电源纹波、接地层上产生的高功率信号、混频器和RF滤波器的RF泄漏以及能够产生高电场和磁场的应用会引起共模信号。虽然许多转换器不规定CMR,但他们 通常具有50 dB至80 dB的CMR。

 

孔径延迟是采样信号的应用与实际进行输入信号采样的时刻之间的时间延迟。此时间通常为纳秒或更小,可能为正、为负或甚至为零。除非知道精确的采样时刻非常重要,否则孔径延迟并不重要。

转换时间和转换延迟是两个密切相关的技术规格。转换时间一般适用于逐次逼近型转换器(SAR),这类转换器使用高时钟速率处理输入信号,输入信号出现在输出上的时间明显晚于转换命令,但早于下一个转换命令。转换命令与转换完成之间的时间称为转换时间。

转换延迟通常适用于流水线式转换器。作为测量用于产生数字输出的流水线(内部数字级)数目的技术规格,转换延迟通常用流水线延迟来规定。通过将此数目乘以应用中使用的采样周期,可计算实际转换时间。

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