ADC设计基础知识：信号调理、同步、误差校准与噪声

本文主要探讨了AD转换设计中的一些关键问题，包括信号调理、ADC选择、校准方法、布局布线策略以及精度与噪声系数之间的关系，并提到了模拟开关的选择和误差减小的方法。 1. **信号调理与同步**：在AD转换前，信号调理至关重要，目标是确保引入的噪声和误差低于ADC的最小可分辨位（LSB）。这可能需要选择具有合适指标的运算放大器。多路ADC同步通常涉及参照高速ADC数据手册中的同步方案。 2. **ADC内部噪声判断**：ADC的内部噪声可通过查看其SNR（信噪比）或SINAD（信纳比）参数来评估。SINAD与有效位数的关系公式为SINAD = 6.02 * 有效位数 + 1.76，据此可判断ADC是否满足需求。 3. **ADC校准**：流水线结构ADC的校准通常包括偏移误差（offset error）和增益误差（gain error）的校正。通过0V和满量程采样获取校准系数，如有必要，可结合温度传感器进行温度补偿。 4. **布局布线**：ADC和DAC的布局布线要特别注意模拟地（AGND）和数字地（DGND）的处理。高速器件通常建议使用单块地，而低速器件则建议模拟地和数字地分开，最终在一点连接。此外，可以参考评估板的Layout设计。 5. **精度与噪声系数**：模数转换器的精度在低速时用峰峰值分辨率和有效值分辨率衡量，高速时用SNR（信噪比）和SINOB表示。然而，ADC的规格书通常不直接提供噪声系数（NF）指标。 6. **减少模拟开关误差**：选择低阻抗的模拟开关如ADG14**系列有助于降低误差。硬件上，可以采用运算放大器跟随器减少通道切换的误差；软件上，可以通过补偿算法调整，但这通常适用于通道切换而非量程切换，后者可能需要更精细的硬件选择和温度补偿。 这些基本问题涵盖了AD转换设计的多个核心环节，理解和掌握这些知识点对于设计高质量的AD转换系统至关重要。