乘法DAC (MDAC)
乘法DAC允許將交流信號施加至基準輸入。通過將感興趣的信號連接至基準輸入,并利用DAC編碼縮放信號,DAC可用作數(shù)字衰減器。
無丟失編碼
當(dāng)斜線上升信號施加至ADC的模擬輸入端時,如果ADC產(chǎn)生所有可能的數(shù)字編碼,則該ADC無丟失編碼。
奈奎斯特頻率
奈奎斯特定理說明:ADC的采樣率必須至少為信號最大帶寬的兩倍才能無失真地完整恢復(fù)模擬信號。該最大帶寬被稱為奈奎斯特頻率。
偏移二進制編碼
偏移二進制是一種常用于雙極性信號的編碼方法。在偏移二進制編碼中,負向最大值(負向滿幅值)用全0 (00...000)表示,正向最大值(正向滿幅值)用全1 (11...111)表示。零幅由一個1 (MSB)后邊跟全0 (10...000)表示。該方法與標(biāo)準二進制類似,后者常用于單極性信號(參見二進制編碼,單極性)。
失調(diào)誤差(雙極性)
雙極性轉(zhuǎn)換器失調(diào)誤差的測量與單極性轉(zhuǎn)換器失調(diào)誤差的測量類似,但在雙極性傳遞函數(shù)的中間點測量零幅處的誤差(參見失調(diào)誤差單極性)
失調(diào)誤差(單極性)
失調(diào)誤差常稱為“零幅”誤差,指在某個工作點,實際傳遞函數(shù)與理想傳遞函數(shù)的差異。對于理想數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器,第一次跳變發(fā)生在零點以上0.5LSB處。對于ADC,向模擬輸入端施加零幅電壓并增加,直到發(fā)生第一次跳變;對于DAC,失調(diào)誤差為輸入編碼為全0時的模擬輸出。
ADC和DAC的失調(diào)誤差。
失調(diào)誤差漂移
失調(diào)誤差漂移指環(huán)境溫度引起的失調(diào)誤差變化,通常表示為ppm/°C。
過采樣
對于ADC,如果采樣模擬輸入的頻率遠遠高于奈奎斯特頻率,則稱為過采樣。過采樣有效降低了噪底,所以提高ADC的動態(tài)范圍。提高動態(tài)范圍又進而提高了分辨率。過采樣是Σ-Δ ADC的基礎(chǔ)。
另請參考應(yīng)用筆記: Σ-Δ ADC揭秘
相位匹配
相位匹配表示施加至多通道ADC所有通道的完全相同信號的相位匹配程度。相位匹配指所有通道中的最大相位偏移,通常用度表示。
電源抑制比(PSRR)
電源抑制比(PSRR)指電源電壓變化與滿幅誤差變化之比,以dB表示。
量化誤差
對于ADC,量化誤差定義為實際模擬輸入與表示該值的數(shù)字編碼之間的差異(參見“量化”)。
比例測量
施加至ADC電壓基準輸入的電壓不是恒定電壓,而是與施加至變送器(即負載單元或電橋)的信號成比例。這種類型的測量稱為比例測量,它消除了基準電壓變化引起的所有誤差。下圖中使用電阻橋的方法就是比例測量的一個例子。
采用電阻橋網(wǎng)絡(luò)的比例測量。
分辨率
ADC分辨率為用于表示模擬輸入信號的位數(shù)。為了更準確地復(fù)現(xiàn)模擬信號,就必須提高分辨率。使用較高分辨率的ADC也降低量化誤差。對于DAC,分辨率與此類似:DAC的分辨率越高,增大編碼時在模擬輸出端產(chǎn)生的步進越小。
有效值(RMS)
交流波形的RMS值為有效直流值或該信號的等效直流信號。計算交流波形的RMS值時,先對交流波形進行平方以及時間平均,然后取其平方根。對于正弦波,RMS值為峰值的 2/2 (或0.707)倍,也就是峰-峰值的0.354倍。
采樣率/頻率
采樣率或采樣頻率以“采樣/秒”(sps)表示,指ADC采集(采樣)模擬輸入的速率。對于每次轉(zhuǎn)換執(zhí)行一次采樣的ADC(如SAR、Flash ADC或流水線型ADC),采樣速率也指吞吐率。對于Σ-Δ ADC,采樣率一般遠遠高于數(shù)據(jù)輸出頻率。
建立時間
對于DAC,建立時間是從更新(改變)其輸出值的命令到輸出達到最終值(在規(guī)定百分比之內(nèi))之間的時間間隔。建立時間受輸出放大器的擺率和放大器振鈴及信號過沖總量的影響。對于ADC,采樣電容電壓穩(wěn)定至1 LSB所需的時間小于轉(zhuǎn)換器的捕獲時間至關(guān)重要。
信納比(SINAD)
SINAD是正弦波(ADC的輸入,或DAC恢復(fù)的輸出)的RMS值與轉(zhuǎn)換器噪聲加失真(無正弦波)的RMS值之比。RMS噪聲加失真包括奈奎斯特頻率以下除基波和直流失調(diào)以外的所有頻譜成分。SINAD通常表示為dB。
信噪比(SNR)
信噪比(SNR)是給定時間點有用信號幅度與噪聲幅度之比,該值越大越好。對于由數(shù)字采樣完美重構(gòu)的波形,理論上的最大SNR為滿幅模擬輸入(RMS值)與RMS量化誤差(剩余誤差)之比。理想情況下,理論上的最小ADC噪聲僅包含量化誤差,并直接由ADC的分辨率(N位)確定:
(除量化噪聲外,實際ADC也產(chǎn)生熱噪聲、基準噪聲、時鐘抖動等。)
帶符號二進制編碼
帶符號二進制編碼方法中,MSB表示二進制數(shù)的符號(正或負)。所以,-2的8位表示法為10000010,+2的表示法為00000010。
擺率
擺率是DAC輸出變化的最大速率,或者不會造成ADC數(shù)字輸出錯誤的輸入變化的最大速率。對于帶有輸出放大器的DAC,規(guī)定擺率通常是放大器的擺率。
小信號帶寬(SSBW)
為測量小信號帶寬,向ADC施加一個幅值足夠小的模擬輸入信號,其擺率不會限制ADC的性能。然后,掃描輸入頻率,直到數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果的幅值降低3dB。小信號帶寬往往受限于相關(guān)采樣-保持放大器的性能。
無雜散動態(tài)范圍(SFDR)
無雜散動態(tài)范圍(SFDR)是基波(信號成分最大值)RMS幅值與第二大雜散成份(不包含直流失調(diào))的RMS值之比。SFDR以相對于載波的分貝(dBc)表示。
總諧波失真(THD)
THD測量信號的失真成分,用相對于基波的分貝(dB)表示。對于ADC,總諧波失真(THD)是所選輸入信號諧波的RMS之和與基波之比。測量時,只有在奈奎斯特限值之內(nèi)的諧波被包含在內(nèi)。
跟蹤-保持
跟蹤-保持往往也被稱為“采樣-保持”,指ADC的輸入采樣電路。跟蹤-保持輸入的最基本表示形式是模擬開關(guān)和電容(見圖)。開關(guān)閉合時,電路處于“跟蹤”模式;開關(guān)開路時,采樣電容保持輸入的最后瞬態(tài)值,電路處于“保持”模式。
基本的跟蹤-保持。
轉(zhuǎn)換噪聲
轉(zhuǎn)換噪聲指引起ADC輸出在相鄰輸出編碼之間切換的輸入電壓變化范圍。當(dāng)增大模擬輸入電壓時,由于相關(guān)瞬態(tài)噪聲的原因,觸發(fā)每個編碼發(fā)生跳變(編碼邊緣)的電壓是不確定的。
二進制補碼編碼
二進制補碼編碼方法用于正數(shù)和負數(shù)編碼,簡化加法和減法計算。該編碼方法中,-2的8位表示法為11111110,+2的表示法為00000010。
欠采樣
欠采樣技術(shù)中,ADC采樣率低于模擬輸入頻率,該條件下將引起混疊。根據(jù)奈奎斯特定理,自然知道欠采樣將丟失信號信息。然而,如果對輸入信號進行正確濾波,以及正確選擇模擬輸入和采樣頻率,則可將包含信號信息的混疊成分從較高頻率搬移至較低頻率,然后進行轉(zhuǎn)換。該方法有效地將ADC用作下變頻器,將較高帶寬信號搬移到ADC的有效帶寬。要想該技術(shù)取得成功,ADC跟蹤-保持電路的帶寬必須能夠處理預(yù)期的最高頻率信號。
單極性
對于單端模擬輸入ADC,單極性信號輸入范圍為零幅(通常為地)至滿幅(通常為基準電壓);對于差分輸入ADC,信號輸入范圍為零幅至滿幅,以正輸入相當(dāng)于負輸入測量輸入范圍。
零幅誤差
參見失調(diào)誤差(單極性)。
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