如何選擇選擇最佳的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器

演示了行業(yè)數(shù)據(jù)表的實(shí)際使用，以確定在存在系統(tǒng)錯誤（例如，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器量化，時鐘抖動，通道非線性以及輸入和輸出參考噪聲）的情況下，可以實(shí)現(xiàn)哪些系統(tǒng)規(guī)格。著重介紹了有助于分析這些參數(shù)的設(shè)計(jì)工具，以及控制和減少其他系統(tǒng)噪聲元素的建設(shè)性方法。

本文總結(jié)了Maxim關(guān)于消除信號鏈噪聲的三部分說明。它介紹了有助于分析這些參數(shù)的設(shè)計(jì)工具，并著重介紹了控制和減少其他系統(tǒng)噪聲元素的建設(shè)性方法。

這是關(guān)于信號鏈中噪聲的三部分系列的最后一部分。在關(guān)于煩人的半導(dǎo)體噪聲的第1部分中，我們確定了所有IC中發(fā)現(xiàn)的半導(dǎo)體噪聲的起源和特征。我們解釋了如何在器件數(shù)據(jù)手冊中指定它，并說明了如何在數(shù)據(jù)手冊中未指定的實(shí)際條件下估算參考電壓的噪聲。在第2部分“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器中的噪聲和失真”中，我們重點(diǎn)介紹了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器特有的噪聲和失真源。我們展示了如何在數(shù)據(jù)表中指定其噪聲。

信號鏈中的噪聲

我們首先簡要回顧一下本系列第1部分中涵蓋的概念。噪聲是電氣系統(tǒng)中任何不受歡迎的電氣現(xiàn)象。根據(jù)其來源，噪聲可以分為信號鏈的外部（干擾）或內(nèi)部（固有）噪聲。在圖1中，所有外部噪聲源合并為一個項(xiàng)Vext，所有內(nèi)部噪聲源合并為一個項(xiàng)Vint。

信號鏈中的噪聲。

噪聲預(yù)算是在信號鏈中分配噪聲，從而在輸出端產(chǎn)生可接受的信噪比（SNR）。SNR定義為滿量程RMS信號電平與總RMS噪聲之比。因此，要確定信號鏈中可接受的噪聲分布，必須評估其對總SNR的影響。為此，引入了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器獨(dú)有的兩個規(guī)范：信噪比和失真（SINAD）比以及有效位數(shù)（ENOB）。

信噪比和失真

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將SNR的定義擴(kuò)展到包括失真，并使用術(shù)語信噪比和失真（SINAD）。所增加的失真包括除直流之外的所有不希望有的頻譜分量。SINAD是滿量程RMS信號與所有其他噪聲和失真分量的RMS總和之比。

SINAD可以用量化噪聲，樣本抖動，模擬噪聲和總諧波失真（THD）表示為：

信噪比和失真

在哪里：

N是分辨率（以位為單位）。

DNL是平均微分非線性，以LSB為單位。

BW是所使用的全部奈奎斯特帶寬的分?jǐn)?shù)，以百分比為單位。

Tj是采樣周期的RMS抖動與正弦波信號的周期之比，以ppm為單位。

Vn是模擬噪聲，以LSBRMS為單位。

THD是總諧波失真，以百分比表示。

SINAD簡化為熟悉的“經(jīng)驗(yàn)法則”公式：

SNR = 6.02N + 1.76dB LSBRMShspace {50mm}（式2）

時間：

體重= 100％

DNL = 0 LSB

Tj = 0ppmRMS

Vn = 0LSBRMS

總諧波失真= 0％

這些參數(shù)值一起描述了理想的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，其中唯一的噪聲源是采樣過程中固有的全帶寬量化噪聲。

在這種情況下，ENOB = N位。

編輯：hfy