高速模数转换器精度透视 (第三部分)

Rob Reeder 系统应用工程师 ADI公司

在任何设计中,信号链精度分析都可能是一项非常重要的任务,必须充分了解。在本系列的第二部分中,我们讨论了在整个信号链累积起来并且最终会影响到转换器的多种误差。请记住,转换器是信号链的瓶颈,最终决定着信号的表示精度。因此,转换器的选择是设定系统整体要求的关键。在本文中,我们将以上述认识为基础,重点分析可能在给定信号链中累积的直流误差的类型。

在信号链中,可能会累积的误差有两类——即直流和交流误差。直流或静态误差(如增益和失调误差)有助于了解信号链的精度或灵敏度。交流类误差也称为噪声和失真,限制着系统的性能和动态范围。这两类误差都需要了解,因为二者最终决定着系统的分辨率。

本文将专门分析直流误差,根据其与无源和有源器件的关系,对每种不精确性进行细分。同时还将制作一份矩阵或电子表格,用以展示如何用不同的方法在信号中添加或累积误差。若要了解交流误差,请看参考文献10和11。在此,通过回顾有关噪声的基本知识(如带宽总和、从交流角度看误差累积等),可以确定模拟信号链设计的总信噪比。

信号链知识回顾

在第二部分里,我们的目标是设计出一种可以达到0.1%精度要求的简单数据采集系统(图1)。即是说,每输入1 V的电压,输出要么为0.99388 V,要么为1.00612 V。因此,转换器规定的动态范围为60 dB或9.67 ENOB,假设其满量程电压为10 V。转换器有两个放大器级、一个多路复用器和一个模数转器(ADC)。本分析将忽略传感器、电缆、连接器、印刷电路板(PCB)寄生电容和任何外部影响/误差,因为这些情况在很大程度上取决于设计人员要测量的具体应用或信号。

详文请阅:高速模数转换器精度透视 (第三部分)

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