1、ADC/DAC 設計經典問答（轉載）ADC/DAC設計經典問答（上）來源：美國國家半導體公司1. 什么是 小信號帶寬（SSBW）？小信號帶寬（Small Signal Bandwidth（SSBW）是指在指定的幅值輸入信號及特定的頻率下，它的輸出幅值比低頻時的輸出幅值下降指定值時，該特定頻率為小信號帶寬。2. 什么是共模電壓（VCM）？共模電壓（Common Mode Voltage （VCM ）是差動輸入的兩個引腳上相同的直流輸 入電壓。3. 什么是MSB （最高有效位）？MSB （最高有效位（Most SignificantBit）,是具有最大的值或權重的位。它的值是滿量程的一半。4. 什

2、么是采樣（孔徑）延時？采樣（孔徑）延時（Sampling （Aperture） Delay ）是時鐘輸入的后邊緣到采樣開關打開 所需的時間。采樣/保持電路有效地停止輸入信號捕獲，并進入保持”模式，確定時鐘延時后的采樣。5. 什么是滿量程（FS ）輸入范圍？滿量程輸入范圍（Full Scale In put Range ），是指模數轉換器上數字化的輸入電壓的輸 入范圍，既不低于這個范圍也不超過這個范圍。比如V REF + = 3.5V 和VREF -=1.5V, FS = （VREF + ）-（VREF - ） = 2.0V。6. 什么是時鐘占空比?時鐘占空比(Clock Duty Cycle

3、)是時鐘波形高電平時間和一個時鐘周期總時間的比值。7. 什么是位的有效數(ENOB ，或有效位)？位的有效數(ENOB ，或有效位)(Effective Number of Bits (ENOB,或 EffectiveBits)是信噪比和失真的比率，或SINAD的另一種表達方法。ENOB定義為(SINAD -1.76)/6.02，這個位數(ENOB)表示轉換器是與理想的模數轉換器等效。8. 什么是增益誤差？增益誤差是在第一個代碼和最后一個代碼發生轉換時，實際輸人電壓與理想輸人電壓之差。即，這個差值是：滿量程 -2 LSB。9. 許多模數轉換器在數據手冊中提供的應用，在Va, Vd和Vref引腳

4、上出現了三個電容。這三個電容器都是必須的嗎？根據特定器件和電路板的布局，一個或兩個電容可能就足夠了。較大的電容，通常是5到10?F的，提供了低阻抗大容量存儲，在轉換期間保證了電壓的穩定性。較小值的電容器吸收較高頻率的噪音尖峰。如果印制電路板具有非常好的布局用于低噪聲工作，而且不包含一個微控制器或其他的嘈雜的數字邏輯，可能需要更少的電容器。但是為使ADC工作電平精度獲得保證，一般情況下最好是遵循數據手冊的推薦。10. 什么是零誤差？ADC雙級輸出的零誤差是理論的輸入電壓(典型的是中心值加1/2LSB )和實際輸入電壓之間的差異，這個實際輸入電壓引起了輸出從0到1的轉換。11. 什么是輸出保持時間

5、？輸出保持時間是指在輸入時鐘邊緣后輸出有效數據的時間長度。12. 什么是分辨率?分辨率是模擬增量，相當于1 LSB轉換器代碼的變化。分辨率也被定義為轉換器位數（ n ）的個數。數字代碼的個數等于2An，其中“n是位的個數。舉一個例子，一個12位轉換器模擬 信號和2 A 12 = 4096數字編碼的映射關系。12位模數轉換器的分辨率，是輸入 電壓的滿量程除以 2X2，或4096，不會引起輸出代碼超出范圍。13. 什么是微分相位誤差？微分相位誤差（DifferentialPhase Error ）是指，小信號正弦波在兩個不同的直流（ DC）輸入電平重構下，輸出相位的差。14. 什么是模/數轉換器的

6、動態指標？模/數轉換器的動態指標（Dyn amicSpecificatio ns ）涉及到那些交流（AC）輸入信號。這些包括信/噪比（SNR） ，SINAD （信號噪聲+失真），ENOB （有效位數），THD （總 諧波失真），IMD （互調失真），FPBW （全功率帶寬），SSBW （小信號帶寬）。15. 什么是互調失真（IMD ）？互調失真（IntermodulationDistortion），是指沒有出現在輸入端，作為兩個正弦曲線的頻率同時作用于模數轉換器的輸入，而形成的額外的頻譜成分。它被定義為在互調積中的能量和原始頻率中的總能量比值。互調失真（IMD ）通常用分貝（dB ）來表示。1

7、6. 什么是增益溫度系數（滿量程溫度系數）？增益溫度系數（滿量程溫度系數） 是指增益誤差變化量和溫度變化量的比值。通常用每百萬分之/攝氏度（ppm/ ° C）表示。17. 什么是總諧波失真（THD） ？總諧波失真（THD），用dB或dBc表示，是指總的諧波電平（美國國家半導體模數轉換器是9個諧波段）和輸入信號的倍頻出現在輸出的電平。總諧波失真（THD）計算方法如下：THD="sqrt" （ f2xf2 + f3xf3 + f4xf4 + f5xf5 + f6xf6 + f7xf7 + f8xf8 + f 9xf9 + f10xf10）/ （f1xf1） f1是輸入

8、信號的基頻，f2到f10這9個諧波頻率是基頻的倍頻。18. 什么是零刻度偏移誤差?單極輸出模數轉換器的零刻度偏移誤差是指理想的輸入電壓（1/2 LSB）和實際輸入電壓之間的差，引起輸出代碼由0到輸出代碼1的轉換。19. 什么是全功率帶寬（FPBW） ？全功率帶寬（FPBW）是指滿量程輸入在重構的輸出基頻下降到3分貝時低于其低頻值的頻率。20. 什么LSB （最低有效位）？LSB （最低有效位），是指所有位中最小的值或權值。這個值是m*VREF/2 n,其中：“m ”為主，是基準量程因子（這是最常見的單位），其中“ n是模數轉換器的分辨率。ADC/DAC 設計經典問答（中）1. 怎樣才能消除模數

9、轉換器時鐘線和控制線上的超調量和/或欠調量？超調量和/或欠調量，是由高速信號邊緣和不匹配信號終端混合引起的。增加一個47至100Q電阻串聯到輸入，電阻要盡可能的靠近時鐘源。目的是為了和時鐘線上的信號阻抗匹配，輸電線路也應該這樣考慮。串聯的終端用一個小的附加電源，為減少擺動效應通常是足夠了。2. 什么是輸出延時？輸出延時是指輸入時鐘的后邊緣到數據更新出現在輸出引腳的延遲時間。3. 什么是孔徑抖動？孔徑抖動是指采樣值間孔徑延時的變化。孔徑抖動作為輸入噪聲出現。4.什么是信號噪聲及失真比 （S/（N+D） 或SINAD）？信號噪聲及失真比（S/（N+D） 或SINAD），用分貝表示（dB ），出現在

10、輸出的輸入信號的 有效值和所有其他光譜成分的有效值的比值，頻譜成分包括低于時鐘頻率一半頻譜的諧波， 但不包括直流。5. 什么是滿量程階躍響應？滿量程階躍響應，定義為 VIN從VREF-變化到VREF+，或從VREF +變化到 VREF-,為 轉換器設定足夠的恢復，并滿足其額定精度的轉換所需的時間。6. 什么是通道延時（潛伏期）？通道延時（潛伏期），是指轉換啟動到轉換的數據出現在輸出驅動級時之間的時鐘周期的數量。數據對于任何給定的采樣是可利用通道延時加上輸出延遲后進行采樣。每隔一個時鐘周期，可得到新的數據，但數據落后于通道延時加上輸出延時。7. 什么是模擬/數字轉換器的靜態指標？靜態指標是關于模

11、數轉換器的直流（DC ）信號輸入的指標。這些包括增益誤差，偏移誤差，以及微分與積分線性誤差。8. 什么是總不可調整誤差（TUE ）?總不可調整誤差（Total Un adjustedError（TUE），是指理想的情況下數字代碼的中心和輸入電壓范圍相關的電壓的最大偏差。總未調整誤差包括偏移誤差，增益誤差，以及微分與積分非線性 誤差。9. 什么是滿量程誤差？滿量程誤差，是最后代碼的轉換離理想的 1個1/2 LSB以下VREF +到多大范圍的測量， 并定義為：VFSE =Vmax + 1.5 LSB - VREF + ,其中Vmax 是轉換為最大代碼時的 電壓，可以用伏特表示，最低有效位或滿量程范

12、圍的百分數。ADC/DAC設計經典問答（下）1. 什么是轉換時間？轉換時間是指模數轉換器完全一個轉換所需的時間。轉換時間不包括采樣時間，多路復用器設置時間，或完成一個轉換周期的其他部分，轉換時間可能少于吞吐量時間。2. 什么是電源抑制比（PSRR） ？電源抑制比（Power Supply Rejection Ratio），可分為兩種規格。直流電源抑制比（ DC PSRR ）是特定參數的變化量（例如，滿量程誤差）和一個電源電壓指定變化量的比值。交流電源抑制比（AC PSRR ）是衡量一個電源上疊加的特定頻率和振幅的信號，這個信號 在輸出上的輸出振幅，和它在電源引腳上的振幅的比值。電源抑制比（PS

13、RR ）通常用分貝表示。3. 什么是遺漏碼？遺漏碼，是那些輸出碼被忽略的， 或將永遠不會出現在模數轉換器輸出的。這些碼不能通過任何輸入值。4. 什么是吞吐量率？吞吐率是模數轉換器最高的連續轉換率。5. 什么是信噪比（SNR） ？信噪比（SNR ）是一個比率，用分貝（dB ）表示，出現在輸出的輸入信號的有效值和所有其他頻譜成分（低于采樣頻率的一半，除諧波分量和直流分量外）總和的有效值的比率。信噪比（SNR）是信號電平的有效值與各種噪聲（包括量化噪聲、熱噪聲、白噪聲等）有效值之比的分貝數。其中信號是指基波分量的有效值，噪聲指奈奎斯特頻率以下的全部非基波分量的有效值（除諧波分量和直流分量外）。6. 什么是吞吐時間？吞吐時間是指轉換器完成一次轉換所花的時間。吞吐時間包括任何多路復用器的建立時間，采樣時間，轉換時間，輸出顯示時間。7. 什么是直流共模誤差?直流共模誤差(DC Common-Mode