Σ-ΔADC的設(shè)計指標(biāo)有哪些？

Σ-ΔADC的設(shè)計指標(biāo)有哪些？

Σ-ΔADC（Sigma-Delta ADC）是一種高精度、高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有抗干擾性強、動態(tài)范圍高、直流偏移小、抗拼點等優(yōu)點，在很多應(yīng)用場合都是首選方案。但是，要實現(xiàn)一個好的Σ-ΔADC，需要考慮多方面的設(shè)計指標(biāo)。下面將介紹幾個常見的設(shè)計指標(biāo)。

一、精度

Σ-ΔADC的最主要指標(biāo)就是精度。精度通常用ENOB（Effective Number of Bits）表示，是指理想轉(zhuǎn)換器與實際轉(zhuǎn)換器之間的差異。其中，理想轉(zhuǎn)換器是指具有無限分辨率、無限帶寬、無限誤差預(yù)算和無限電源動態(tài)范圍等特點的ADC。而實際轉(zhuǎn)換器則受到多種因素的影響，如噪聲、非線性、失配等。因此，ENOB是指實際ADC的等效分辨率，它比實際分辨率更為準(zhǔn)確。

對于Σ-ΔADC而言，ENOB一般在16位以上，甚至可以達到24位。當(dāng)然，隨著精度的提高，電路的結(jié)構(gòu)也會變得越來越復(fù)雜，而成本和功耗也會逐漸增加。

二、采樣率

Σ-ΔADC的采樣率也是非常重要的指標(biāo)。采樣率是指把模擬信號的時間變換成等效的數(shù)字值的速度，也就是ADC每秒鐘采集的樣本數(shù)。采樣率越高，意味著ADC可以更快地獲取信號的變化，具有更高的時間分辨率。

對于某些高速信號處理的應(yīng)用，比如信號調(diào)制和解調(diào)、通信等，需要具有較高的采樣率。特別是平時操作的音頻和視頻等信號，其帶寬極寬，需要采用高速Σ-ΔADC，以獲取高采樣率、高精度的數(shù)字信號。

三、動態(tài)范圍

動態(tài)范圍是指ADC輸入信號能夠產(chǎn)生有效數(shù)字輸出的最大幅值和最小幅值之比。動態(tài)范圍越大，表示可以測量更大的信號幅值以及更小的信號幅值。一般來說，動態(tài)范圍越大，ADC的性能越好，但也意味著電路設(shè)計更為復(fù)雜，成本更高。

對于Σ-ΔADC而言，動態(tài)范圍是其另外一個重要的指標(biāo)。一般而言，動態(tài)范圍要求在90dB以上，有時甚至要求達到100dB以上。而ADC的動態(tài)范圍與其分辨率和信噪比有密切關(guān)系，因此要實現(xiàn)高動態(tài)范圍的ADC，需要考慮噪聲抑制、非線性特性、設(shè)計技巧等多種因素。

四、抗干擾能力

Σ-ΔADC的抗干擾能力也是設(shè)計過程中需要考慮的因素之一。ADC的輸入信號受到不同的干擾，比如EMI和EMC等，可能導(dǎo)致輸出信號不準(zhǔn)確。

為了最大限度地提高Σ-ΔADC的抗干擾能力，可以采用差分輸入和使用濾波器等措施。一般也會在ADC內(nèi)部添加電源隔離和降噪電路，來減少干擾信號的影響。

此外，ADC的抗干擾能力也受到電源噪聲、溫度變化、失配等因素的影響。因此，在設(shè)計Σ-ΔADC時，需要在各方面進行優(yōu)化，以減少干擾信號對ADC的影響。

五、失調(diào)誤差

失調(diào)誤差也是指設(shè)計Σ-ΔADC需要考慮的因素之一。失調(diào)誤差指的是ADC量化器的非完美匹配，即ADC內(nèi)部輸入通道之間的固有失配。失調(diào)誤差是一種漸進誤差，隨著量化器分辨率的增加，失調(diào)誤差對輸出信號的影響也將不斷增強。

為了降低失調(diào)誤差，可以采用多通道交錯等技術(shù)。此外，還可以考慮數(shù)字校準(zhǔn)技術(shù)，在ADC輸出前對ADC進行數(shù)字修正，以提高ADC精度和抗干擾能力。

綜上所述，Σ-ΔADC的設(shè)計指標(biāo)有精度、采樣率、動態(tài)范圍、抗干擾能力和失調(diào)誤差等方面的考慮。當(dāng)然，設(shè)計Σ-ΔADC需要考慮電路的具體應(yīng)用場合和需求，從而尋找最適合的設(shè)計方案。