ADC转换设计经验分享与关键技术解析

本文主要探讨了AD转换设计中的一些关键问题和实践经验，涵盖了信号调理、ADC选择、校准方法、布线策略以及精度与噪声系数的关系，并提到了模拟开关的选择和误差减小技术。 1. **信号调理与同步**： 在设计高速模数转换系统前，信号调理至关重要。选择合适的运算放大器（运放）是为了确保信号调理引入的噪声和误差小于ADC的最小可分辨单元（LSB）。多路ADC同步通常涉及数据手册中的同步方案，以确保所有ADC在同一时刻采样。 2. **ADC内部噪声评估**： ADC的内部噪声可通过其规格书中的信噪比（SNR）或信纳比（SINAD）来评估。通过公式SINAD = 6.02 * 有效位数 + 1.76，可以计算出ADC的理论性能，并据此判断是否满足应用需求。 3. **ADC校准**： 对于流水线结构的ADC，主要校准偏移误差（offset）和增益误差（gain error）。这通常通过在0V和满量程电压下采样来完成，获取校准系数。温度补偿可能需要额外的温度传感器和查表法。 4. **布局布线**： ADC和DAC的布线需特别注意模拟地和数字地的处理。高采样率器件建议使用单块地，而低采样率器件则应分开模拟地和数字地，最后在低阻抗点连接。评估板的Layout图可以提供具体指导。 5. **精度与噪声系数的关系**： 低速ADC的精度常用峰峰值分辨率和有效值分辨率描述，高速ADC则依赖SNR和SINAD。虽然ADC规格通常不包含噪声系数（NF），但低噪声是保证高精度的关键。 6. **模拟开关的影响与误差减小**： 外部模拟开关的电阻可能导致误差。采用低电阻开关（如ADG14**系列）可降低影响。若开关用于通道切换，后续加入运放跟随器可以改善；若用于量程切换，应选择电阻小且性能稳定的开关，并注意开关的电气特性随温度变化。 这些经验总结对于理解和优化AD转换系统设计具有重要意义，涵盖了从基础元件选择到系统级考虑的多个层面。