Σ-ΔADC三大關(guān)鍵技術(shù)和ADC的主要參數(shù)
Σ-ΔADC不是對信號的幅度進行直接編碼,而是根據(jù)前一次采樣值與后一次采樣值之差(增量)進行量化編碼,通常采用一位量化器,利用過采樣和∑-Δ調(diào)制技術(shù)來獲得極高的分辨率。Σ-ΔADC由非常簡單的模擬電路和十分復(fù)雜的數(shù)字信號處理電路構(gòu)成。
∑-ΔADC三大關(guān)鍵技術(shù):過采樣,噪聲整形,數(shù)字濾波和采樣抽取。
正弦波采樣信號經(jīng)過FFT變換,頻率分布于DC到fs/2間。
過采樣:用高采樣率提高分辨率。K每增加4倍,SNR提高6dB,相當(dāng)于ENOB增加1bit。
噪聲整形:與過采樣相比,相同的過采樣比K,可提供更高的分辨率。與前面的簡單過采樣相比,總的噪聲功率雖未改變,但噪聲的分布發(fā)生了變化。
數(shù)字濾波:如果對噪聲整形后的Σ-Δ調(diào)制器輸出進行數(shù)字濾波,將有可能移走比簡單過采樣中更多的噪聲。
ADC的主要參數(shù):
LSB:全最小的位對應(yīng)的模擬量
FSR: 滿幅范圍Vref
CW:code width,理想CW=FSR/2^N
SNR:信噪比,SNR=S(信號)/N(噪聲);對于正弦信號SNR=6.02N+1.76[dB]信納比:又稱信號比失真;信納比=信號/(噪聲+諧波)分辨率:ADC的位數(shù)(或1/2n)
轉(zhuǎn)換速率:是指完成一次從模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字的AD轉(zhuǎn)換所需的時間的倒數(shù)。常用單位是ksps和Msps,表示每秒采樣千/百 萬次(kilo / Million Samples per Second)。
精度:絕對精度和相對精度(受INL和DNL的影響)量化誤差:由于AD的有限分辯率而引起的誤差,即有限分辯率AD的階梯狀轉(zhuǎn)移特性曲線與無限分辯率AD(理想AD)的轉(zhuǎn)移特性曲線(直線)之間的最大偏差。通常是1 個或半個最小數(shù)字量的模擬變化量,表示為1LSB、1/2LSB。
偏移誤差:輸入信號為零時輸出信號不為零的值,可外接電位器調(diào)至最小。
滿刻度誤差:滿度輸出時對應(yīng)的輸入信號與理想輸入信號值之差。
線性度:實際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線的最大偏移。
INL:積分非線性誤差
DNL:微分非線性誤差,值為max | CW-FSR/2^N |