【E課堂】ADC和DAC常用的56個(gè)技術(shù)術(shù)語(yǔ)

　　過(guò)采樣

　　對(duì)于ADC，如果采樣模擬輸入的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于奈奎斯特頻率，則稱(chēng)為過(guò)采樣。過(guò)采樣有效降低了噪底，所以提高ADC的動(dòng)態(tài)范圍。提高動(dòng)態(tài)范圍又進(jìn)而提高了分辨率。過(guò)采樣是Σ-Δ ADC的基礎(chǔ)。

　　相位匹配

　　相位匹配表示施加至多通道ADC所有通道的完全相同信號(hào)的相位匹配程度。相位匹配指所有通道中的最大相位偏移，通常用度表示。

　　電源抑制比(PSRR)

　　電源抑制比(PSRR)指電源電壓變化與滿(mǎn)幅誤差變化之比，以dB表示。

　　量化誤差

　　對(duì)于ADC，量化誤差定義為實(shí)際模擬輸入與表示該值的數(shù)字編碼之間的差異(參見(jiàn)“量化”)。

　　比例測(cè)量

　　施加至ADC電壓基準(zhǔn)輸入的電壓不是恒定電壓，而是與施加至變送器(即負(fù)載單元或電橋)的信號(hào)成比例。這種類(lèi)型的測(cè)量稱(chēng)為比例測(cè)量，它消除了基準(zhǔn)電壓變化引起的所有誤差。下圖中使用電阻橋的方法就是比例測(cè)量的一個(gè)例子。

　　分辨率

　　ADC分辨率為用于表示模擬輸入信號(hào)的位數(shù)。為了更準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)模擬信號(hào)，就必須提高分辨率。使用較高分辨率的ADC也降低量化誤差。對(duì)于DAC，分辨率與此類(lèi)似：DAC的分辨率越高，增大編碼時(shí)在模擬輸出端產(chǎn)生的步進(jìn)越小。

　　有效值(RMS)

　　交流波形的RMS值為有效直流值或該信號(hào)的等效直流信號(hào)。計(jì)算交流波形的RMS值時(shí)，先對(duì)交流波形進(jìn)行平方以及時(shí)間平均，然后取其平方根。對(duì)于正弦波，RMS值為峰值的 2/2 (或0.707)倍，也就是峰-峰值的0.354倍。

　　采樣率/頻率

　　采樣率或采樣頻率以“采樣/秒”(sps)表示，指ADC采集(采樣)模擬輸入的速率。對(duì)于每次轉(zhuǎn)換執(zhí)行一次采樣的ADC(如SAR、Flash ADC或流水線(xiàn)型ADC)，采樣速率也指吞吐率。對(duì)于Σ-Δ ADC，采樣率一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于數(shù)據(jù)輸出頻率。

　　建立時(shí)間

　　對(duì)于DAC，建立時(shí)間是從更新(改變)其輸出值的命令到輸出達(dá)到最終值(在規(guī)定百分比之內(nèi))之間的時(shí)間間隔。建立時(shí)間受輸出放大器的擺率和放大器振鈴及信號(hào)過(guò)沖總量的影響。對(duì)于ADC，采樣電容電壓穩(wěn)定至1 LSB所需的時(shí)間小于轉(zhuǎn)換器的捕獲時(shí)間至關(guān)重要。

　　信納比(SINAD)

　　SINAD是正弦波(ADC的輸入，或DAC恢復(fù)的輸出)的RMS值與轉(zhuǎn)換器噪聲加失真(無(wú)正弦波)的RMS值之比。RMS噪聲加失真包括奈奎斯特頻率以下除基波和直流失調(diào)以外的所有頻譜成分。SINAD通常表示為dB。

　　信噪比(SNR)

　　信噪比(SNR)是給定時(shí)間點(diǎn)有用信號(hào)幅度與噪聲幅度之比，該值越大越好。對(duì)于由數(shù)字采樣完美重構(gòu)的波形，理論上的最大SNR為滿(mǎn)幅模擬輸入(RMS值)與RMS量化誤差(剩余誤差)之比。理想情況下，理論上的最小ADC噪聲僅包含量化誤差，并直接由ADC的分辨率(N位)確定：

　　(除量化噪聲外，實(shí)際ADC也產(chǎn)生熱噪聲、基準(zhǔn)噪聲、時(shí)鐘抖動(dòng)等。)

　　帶符號(hào)二進(jìn)制編碼

　　帶符號(hào)二進(jìn)制編碼方法中，MSB表示二進(jìn)制數(shù)的符號(hào)(正或負(fù))。所以，-2的8位表示法為10000010，+2的表示法為00000010。

　　擺率

　　擺率是DAC輸出變化的最大速率，或者不會(huì)造成ADC數(shù)字輸出錯(cuò)誤的輸入變化的最大速率。對(duì)于帶有輸出放大器的DAC，規(guī)定擺率通常是放大器的擺率。

　　小信號(hào)帶寬(SSBW)

　　為測(cè)量小信號(hào)帶寬，向ADC施加一個(gè)幅值足夠小的模擬輸入信號(hào)，其擺率不會(huì)限制ADC的性能。然后，掃描輸入頻率，直到數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果的幅值降低3dB。小信號(hào)帶寬往往受限于相關(guān)采樣-保持放大器的性能。

　　無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍(SFDR)

　　無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍(SFDR)是基波(信號(hào)成分最大值)RMS幅值與第二大雜散成份(不包含直流失調(diào))的RMS值之比。SFDR以相對(duì)于載波的分貝(dBc)表示。

　　總諧波失真(THD)

　　THD測(cè)量信號(hào)的失真成分，用相對(duì)于基波的分貝(dB)表示。對(duì)于ADC，總諧波失真(THD)是所選輸入信號(hào)諧波的RMS之和與基波之比。測(cè)量時(shí)，只有在奈奎斯特限值之內(nèi)的諧波被包含在內(nèi)。

　　跟蹤-保持

　　跟蹤-保持往往也被稱(chēng)為“采樣-保持”，指ADC的輸入采樣電路。跟蹤-保持輸入的最基本表示形式是模擬開(kāi)關(guān)和電容(見(jiàn)圖)。開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電路處于“跟蹤”模式;開(kāi)關(guān)開(kāi)路時(shí)，采樣電容保持輸入的最后瞬態(tài)值，電路處于“保持”模式。

　　轉(zhuǎn)換噪聲

　　轉(zhuǎn)換噪聲指引起ADC輸出在相鄰輸出編碼之間切換的輸入電壓變化范圍。當(dāng)增大模擬輸入電壓時(shí)，由于相關(guān)瞬態(tài)噪聲的原因，觸發(fā)每個(gè)編碼發(fā)生跳變(編碼邊緣)的電壓是不確定的。

　　二進(jìn)制補(bǔ)碼編碼

　　二進(jìn)制補(bǔ)碼編碼方法用于正數(shù)和負(fù)數(shù)編碼，簡(jiǎn)化加法和減法計(jì)算。該編碼方法中，-2的8位表示法為11111110，+2的表示法為00000010。

　　欠采樣

　　欠采樣技術(shù)中，ADC采樣率低于模擬輸入頻率，該條件下將引起混疊。根據(jù)奈奎斯特定理，自然知道欠采樣將丟失信號(hào)信息。然而，如果對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行正確濾波，以及正確選擇模擬輸入和采樣頻率，則可將包含信號(hào)信息的混疊成分從較高頻率搬移至較低頻率，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換。該方法有效地將ADC用作下變頻器，將較高帶寬信號(hào)搬移到ADC的有效帶寬。要想該技術(shù)取得成功，ADC跟蹤-保持電路的帶寬必須能夠處理預(yù)期的最高頻率信號(hào)。

　　單極性

　　對(duì)于單端模擬輸入ADC，單極性信號(hào)輸入范圍為零幅(通常為地)至滿(mǎn)幅(通常為基準(zhǔn)電壓);對(duì)于差分輸入ADC，信號(hào)輸入范圍為零幅至滿(mǎn)幅，以正輸入相當(dāng)于負(fù)輸入測(cè)量輸入范圍。

　　零幅誤差

　　參見(jiàn)失調(diào)誤差(單極性)。