ADC (Analog Digital Converter) 用來將連續的模擬信號轉化成離散的數字信號，從而將數字信號給處理器進一步作數字域的處理。本章以SAR ADC ADS8688為例介紹ADC的 DC指標。

1.Input Capacitance對于SAR ADC來說，芯片內第一級結構是采樣保持電路，如下圖的RSH和CSH構成。

通過ADS8688的數據手冊描述(如上圖)：

During sampling(采樣周期)：當進行采樣時 ，輸入端的Sample and Hold開關閉合，Ci= 75pF ,輸入信號通過RSH對CSH進行充電 ，CSH對輸入端信號進行采樣保持。During conversion(轉換周期)：在保持(轉換)模式下 ，輸入端的Sample and Hold 開關斷開， ADC 開始轉換采樣的信號。在保持模式下輸入電容等于輸入ESD二極管的寄生電容，這里ADS8688是5pF。

對于ADC的輸入電容，可以明確前級運放驅動的容性負載值大小。

運算放大器穩定性-雙反饋回路

2.Input lmpedanceADC的輸入阻抗與內部結構相關，有的ADC內部集成PGA，有的在輸入直接加大電阻。下圖是ADS8688的內部輸入阻抗示意圖，輸入端添加了1MΩ的大電阻。

知道了ADC輸入阻抗后，在ADC輸入的前端很多工程師會外加電阻(抗混疊RC)，都需要小心了。因為這個額外增加的外部電阻會與ADC的輸入阻抗形成分壓網絡，從而使得ADC的實際輸入變成：

VIN×ADC輸入阻抗/(ADC輸入阻抗+外部電阻)

3.Reference Input Voltage參考電壓在ADC數模轉換的過程扮演著橋梁的作用，為ADC的輸入模擬電壓提供一個恒定參考。如下圖是ADS8688的FSR(Full-scale input range),輸入模擬量以參考電壓為基準確定。

ADC在系統設計合理的情況下其全溫度范圍內的精度主要受參考電壓的影響。ADS8688內置電壓基準4.096V(TYP)。其溫飄10ppm/℃(MAX),即當工作溫度變化范圍100℃時將會帶來基準電壓0.1%的精度誤差。(這部分需要確認是否滿足整體設計目標，一般核算的整體精度誤差最好滿足設計目標的30%~50%。)

對于需要外加參考的ADC，首先確認ADC 參考電壓的輸入范圍，例如下圖的ADS1255。其參考電壓范圍支持0.5~2.6V工作，外部電壓基準IC可選REF30xx系列小于2.6V 的擋位。如需更高精度可選REF50XX系列。

4.Offset Error

Offset Error(偏置誤差)是指實際ADC的傳遞函數與理想ADC的傳遞函數在零點到最低有效位(LSB)測量的轉換之間的偏差。簡單理解就是實際的 輸出碼值-輸入模擬量曲線與理想曲線在零點的偏移量。

如下圖，Ideal ADC是理想ADC的函數關系，Actual ADC 是實際ADC的輸入輸出關系。第一個碼值轉換(從000到001)實際與理想的偏移值就是offset error。

5.Gain Error

Gain Error 增益誤差是實際ADC的傳遞函數與理想ADC的傳遞函數在最大碼值即滿量程處的偏差。

6.DNL(Differential Non-linearity)差分非線性(DNL)定義為實際傳遞函數和理想傳遞函數之間的最大和最小步長差。

當DNL 小于±1 LSB不會產生誤碼，(一般設計系統指標的分辨率是遠大于一個LSB的)，如下是ADS8688的DNL。

7.INL(Integral Non-linearity)

積分非線性(INL)定義為實際曲線和理想曲線之間的最大垂直差。它表示實際曲線與理想傳遞曲線的偏差量。

通過描述DNL 與 INL的曲線對比可以發現，DNL的分布決定了ADC的INL。負的DNL將實際曲線升高到理想曲線之上，對應此處的INL是正的。如下是ADS8688的INL。

通過以上對ADC DC 的幾個指標描述，我們可以選擇符合系統設計的ADC并且合理設計ADC的外圍電路。