1、adc的參數(shù)分辯率(Resolution)指數(shù)字量變化一個最小量時模擬信號的變化量，定義為滿刻度與2n 的比值。分辯率又稱精度，通常以數(shù)字信號的位數(shù)來表示。轉(zhuǎn)換速率(Conversion Rate)是指完成一次從模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字的AD轉(zhuǎn)換所需的時間的倒 數(shù)。積分型AD的轉(zhuǎn)換時間是毫秒級屬低速AD，逐次比較型AD是微秒級屬中速AD，全 并行/串并行型AD可達到納秒級。采樣時間則是另外一個概念，是指兩次轉(zhuǎn)換的間隔。為 了保證轉(zhuǎn)換的正確完成，采樣速率(Sample Rate)必須小于或等于轉(zhuǎn)換速率。因此有人習慣 上將轉(zhuǎn)換速率在數(shù)值上等同于采樣速率也是可以接受的。常用單位是ksps和Msps，表示每 秒

2、采樣千/百萬次(kilo / Million Samples per Second)。量化誤差(Quantizing Error)由于AD的有限分辯率而引起的誤差，即有限分辯率AD 的階梯狀轉(zhuǎn)移特性曲線與無限分辯率AD (理想AD)的轉(zhuǎn)移特性曲線(直線)之間的最大 偏差。通常是1個或半個最小數(shù)字量的模擬變化量，表示為1LSB、1/2LSB。偏移誤差(Offset Error)輸入信號為零時輸出信號不為零的值，可外接電位器調(diào)至最 小。滿刻度誤差(Full Scale Error)滿度輸出時對應的輸入信號與理想輸入信號值之差。線性度(Linearity)實際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線的最大偏移，不

3、包括以上三種誤 差。 其他指標還有：絕對精度(Absolute Accuracy)，相對精度(Relative Accuracy),微分 非線性，單調(diào)性和無錯碼，總諧波失真(Total Harmonic Distotortion縮寫THD)和積分非 線性。AD的選擇，首先看精度和速度，然后看是幾路的，什么輸出的比如SPI或者并行的，差 分還是單端輸入的，輸入范圍是多少，這些都是選AD需要考慮的。DA呢，主要是精度和 輸出，比如是電壓輸出啊，4-20mA電流輸出啊，等等。DSP呢，用來計算嘛，所以主要是 看運算能力了，當然，外圍的接口也是需要考慮的。個人看法，TI的單DSP處理能力還可 以，AD

4、I的多DSP聯(lián)合使用的優(yōu)點特別突出，當然了，不同檔次的DSP的運算能力和速度 都是有很大差別的。工程師在進行電路設計時，面對林林總總的AD/DA芯片，如何選擇你所需要的器件呢？這 要綜合設計的諸項因素，系統(tǒng)技術(shù)指標、成本、功耗、安裝等，最主要的依據(jù)還是速度和精 度。精度與系統(tǒng)中所測量控制的信號范圍有關，但估算時要考慮到其他因素，轉(zhuǎn)換器位數(shù) 應該比總精度要求的最低分辯率高一位。常見的AD/DA器件有8位，10位，12位，14位， 16位等。速度應根據(jù)輸入信號的最高頻率來確定，保證轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率要高于系統(tǒng)要求的采樣 頻率。通道有的單芯片內(nèi)部含有多個AD/DA模塊，可同時實現(xiàn)多路信號的轉(zhuǎn)換；常見的

5、多 路AD器件只有一個公共的AD模塊，由一個多路轉(zhuǎn)換開關實現(xiàn)分時轉(zhuǎn)換。數(shù)字接口方式接口有并行/串行之分，串行又有SPI、I2C、SM等多種不同標準。數(shù)值編 碼通常是二進制，也有BCD (二十進制)、雙極性的補碼、偏移碼等。模擬信號類型通常AD器件的模擬輸入信號都是電壓信號，而DA器件輸出的模擬信號有 電壓和電流兩種。同時根據(jù)信號是否過零，還分成單極性(Unipolar)和雙極性(Bipolar)。電源電壓有單電源，雙電源和不同電壓范圍之分，早期的AD/DA器件要有+15V/-15V， 如果選用單+5V電源的芯片則可以使用單片機系統(tǒng)電源。 基準電壓有內(nèi)、外基準和單、 雙基準之分。功耗一般CMOS

6、工藝的芯片功耗較低，對于電池供電的手持系統(tǒng)對功耗要求比較高的場 合一定要注意功耗指標。封裝常見的封裝是DIP,現(xiàn)在表面安裝工藝的發(fā)展使得表貼型SO封裝的應用越來越多。跟蹤/保持（Track/Hold縮寫T/H）原則上直流和變化非常緩慢的信號可不用采樣保持， 其他情況都應加采樣保持。滿幅度輸出（Rail-to Rail）新近業(yè)界出現(xiàn)的新概念，最先應用于運算放大器領域，指輸出電 壓的幅度可達輸入電壓范圍。在DA中一般是指輸出信號范圍可達到電源電壓范圍。（國內(nèi) 的翻譯并不統(tǒng)一，如“軌-軌”、“滿擺幅”）主要針對高精度測量類的AD.1：參考電壓需要足夠精確，推薦使用外部高精準參考電壓。2:如果PGA可

7、調(diào)，增益系數(shù)一般是 越小噪聲越低。3:般最好用到滿量程，此時AD精度不浪費。4:如果有偏置，需要進行自校。5:請注意在使用DEMO板調(diào)試時,會由調(diào)試口導入PC噪聲,由信號連接線導入外部噪聲，因此 建議使用屏蔽電纜傳輸信號。6:板上注意模擬電源和數(shù)字電源，以及模擬地和數(shù)字地要分開, 減少耦合噪聲路徑。7:使用差分輸入可以減少共模噪聲，但是差模噪聲會增大。8:如果是片內(nèi)集成AD的MCU,支持高速時鐘，如果不影響性能，內(nèi)部工作時鐘越低,對您的AD 采樣引起的干擾越小，如果是板上就需要注意走線和分區(qū)。9:信號輸入前級接濾波電路，一般一階RC電路較多，注意Fc=1/10001/100采樣頻率,電阻和 電

8、容的參數(shù)注意選取.信號接入后級接濾波電路最好采用sinc濾波方式.注意輸入偏置電流會 限制您外部的濾波電阻阻值的大小。R x Ib 1LSB。有的片內(nèi)AD還有集成輸入Buffer,有 助與抑制您的噪聲,一般是分兩當，看輸入信號范圍和滿量程之間的關系。AD分為很多中,SAR,FLASH,并行比較型，逐次逼近型,Delta sigma型，一般是速度越高,精度越 高越貴，所以ADI之類的公司一直那么富裕,賺黑錢ADC和DAC應用中被忽略的幾個關鍵參數(shù)在前面一個討論7135的貼子里，提到了 INL （積分非線性）、DNL （差分非線性）等幾 個參數(shù)，可是似乎知道這幾個參數(shù)意義的朋友并不多。說起來都是教

9、科書害人。幾乎所有的教科書、參考書、文獻選編都只關心模數(shù)器件的 分辨率和速度，而忽略了器件的精度。而關系到器件精度的兩個非常重要的參數(shù)就是INL 值和DNL值。小弟覺得非常有必要專門寫一篇貼子來普及一下模數(shù)器件精度這個重要的概 念。說精度之前，首先要說分辨率。最近已經(jīng)有貼子熱門討論了這個問題，結(jié)論是分辨率 決不等同于精度。比如一塊精度0.2% （或常說的準確度0.2級）的四位半萬用表，測得A 點電壓1.0000V，B電壓1.0005V,可以分辨出B比A高0.0005V，但A點電壓的真實值可能 在0.99801.0020之間不確定。那么,既然數(shù)字萬用表存在著精度和分辨率兩個指標，那么， 對于AD

10、C和DAC，除了分辨率以外，也存在精度的指標。模數(shù)器件的精度指標是用積分非線性度（Interger NonLiner）即INL值來表示。也有 的器件手冊用Linearity error來表示。他表示了 ADC器件在所有的數(shù)值點上對應的模擬值， 和真實值之間誤差最大的那一點的誤差值。也就是，輸出數(shù)值偏離線性最大的距離。單位是 LSB （即最低位所表示的量）。比如12位ADC： TLC2543，INL值為1LSB。那么，如果 基準4.095V，測某電壓得的轉(zhuǎn)換結(jié)果是1000，那么，真實電壓值可能分布在0.9991.001V 之間。對于DAC也是類似的。比如DAC7512,INL值為8LSB，那么，

11、如果基準4.095V，給 定數(shù)字量1000，那么輸出電壓可能是0.9921.008V之間。下面再說DNL值。理論上說，模數(shù)器件相鄰量個數(shù)據(jù)之間，模擬量的差值都是一樣的。 就相一把疏密均勻的尺子。但實際并不如此。一把分辨率1毫米的尺子，相鄰兩刻度之間也 不可能都是1毫米整。那么，ADC相鄰兩刻度之間最大的差異就叫 差分非線性值 （Differencial NonLiner）。DNL值如果大于1，那么這個ADC甚至不能保證是單調(diào)的，輸 入電壓增大，在某個點數(shù)值反而會減小。這種現(xiàn)象在SAR（逐位比較）型ADC中很常見。舉 個例子，某12位ADC，INL=8LSB，DNL=3LSB （性能比較差），基

12、準4.095V，測A電壓 讀數(shù)1000，測B電壓度數(shù)1200。那么，可判斷B點電壓比A點高197203mV。而不是準 確的200mV。對于DAC也是一樣的，某DAC的DNL值3LSB。那么，如果數(shù)字量增加200， 實際電壓增加量可能在197203mV之間。很多分辨率相同的ADC，價格卻相差很多。除了速度、溫度等級等原因之外，就是INL、 DNL這兩個值的差異了。比如AD574，貴得很，但它的INL值就能做到0.5LSB，這在SAR型 ADC中已經(jīng)很不容易了。換個便宜的2543吧，速度和分辨率都一樣，但INL值只有 11.5LSB，精度下降了 3倍。另外，工藝和原理也決定了精度。比如SAR型AD

13、C，由于 采用了 R-2R或C-2C型結(jié)構(gòu)，使得高權(quán)值電阻的一點點誤差，將造成末位好幾位的誤差。 在SAR型ADC的25點附近，比如128、1024、2048、切換權(quán)值點阻，誤差是最大的。1024 值對應的電壓甚至可能會比1023值對應電壓要小。這就是很多SAR型器件DNL值會超過 1的原因。但SAR型ADC的INL值都很小，因為權(quán)值電阻的誤差不會累加。和SAR型器件完全相反的是階梯電阻型模數(shù)/數(shù)模器件。比如TLC5510、DAC7512等低價模數(shù)器件。 比如7512，它由4095個電阻串聯(lián)而成。每個點阻都會有誤差，一般電阻誤差5%左右，當 然不會離譜到100%，更不可能出現(xiàn)負數(shù)。因此這類器件

14、的DNL值都很小，保證單調(diào)。但是， 每個電阻的誤差，串聯(lián)后會累加，因此INL值很大，線性度差。這里要提一下雙積分ADC， 它的原理就能保證線性。比如ICL7135，它在40000字的量程內(nèi)，能做到0.5LSB的INL值 （線性度達到1/80000 !）和0.01LSB的DNL值.這兩個指標在7135的10倍價錢內(nèi)，是不 容易被其他模數(shù)器件超越的。所以7135這一類雙積分ADC特別適合用在數(shù)字電壓表等需 要線性誤差非常小的場合。還要特別提一下基準源。基準源是測量精度的重要保證。基準的關鍵指標是溫漂，一 般用ppm/K來表示。假設某基準30ppm/K，系統(tǒng)在2070度之間工作，溫度跨度50度， 那么，會引起基準電壓30*50=1500ppm的漂移，從而帶來0.15%的誤差。溫漂越小的基準 源越貴，比如 30ppm/K 的 431，七毛錢；20ppm/K 的 385，1 塊 5； 10ppm/K 的 MC1403，4 塊 5； 1ppm/K 的 LM399,14 元；0.5ppm/K 的 LM199，130 元。該死的教科書害了一代學生。說起來好笑的一個現(xiàn)象：我這邊新來的學生大多第一次 設計ADC電路的時候，基準直接連VCC，還理直氣壯的找來N本教科書，書上的基準寫 了個網(wǎng)標：