ADC主要技术指标及特点 - 电子发烧友网

ADC（模数转换器）主要技术指标及特点

一、主要技术指标

分辨率
- 定义：ADC能够区分的最小输入电压变化，通常用位数（如8位、12位、16位）表示。
- 示例：12位ADC的分辨率为 ( \frac{V{\text{ref}}}{2^{12}} )，若参考电压 ( V{\text{ref}}=5\text{V} )，最小分辨电压为约1.22mV。
转换速率（采样率）
- 定义：每秒完成的模数转换次数，单位为SPS（Samples Per Second）或MSPS（Mega Samples Per Second）。
- 应用：高速ADC（如1GSPS）用于通信或雷达，低速ADC（如1kSPS）用于温度监测。
信噪比（SNR）
- 定义：信号功率与噪声功率的比值，反映ADC的抗噪声能力，单位dB。
- 典型值：高精度ADC的SNR可达100dB以上。
有效位数（ENOB）
- 定义：实际可用的分辨率位数，受噪声和非线性影响，通常低于标称位数。
非线性误差
- 积分非线性（INL）：实际转换曲线与理想直线的最大偏差。
- 微分非线性（DNL）：相邻码值之间的实际电压差与理想值的偏差，可能导致丢码。
输入电压范围
- 单极性：如0-5V；双极性：如±10V，需与前端信号匹配。
功耗
- 关键指标用于便携设备，高速ADC功耗可达瓦级，低速ADC可低至微瓦级。
接口类型
- 并行接口（高速）、SPI/I²C（低引脚数）、JESD204B（超高速串行）。

二、主要特点

高精度与高速的权衡
- 高精度型（如Sigma-Delta ADC）：24位分辨率，适合电子秤、医疗设备，但速度低（kSPS级）。
- 高速型（如流水线ADC）：可达GSPS级，用于通信和视频采集，但分辨率较低（8-12位）。
低功耗设计
- 集成省电模式（如待机、休眠），适用于物联网传感器。
集成化功能
- 内置可编程增益放大器（PGA）、电压基准源，简化系统设计。
抗干扰能力
- 通过差分输入、数字滤波（如Sigma-Delta ADC）抑制噪声。
应用场景适配
- SAR（逐次逼近）ADC：中等速度与精度（12-18位，MSPS级），通用性强。
- Flash ADC：超高速（GHz级），但分辨率低（6-8位），用于示波器。

三、选型关键

精密测量：优先选择高分辨率（≥16位）、低INL的Sigma-Delta ADC。
实时信号处理：选择高速流水线或SAR ADC，关注采样率和功耗。
电池供电设备：侧重低功耗和集成度（如内置基准源）。

通过平衡分辨率、速度、功耗和成本，可针对不同场景（工业、医疗、消费电子）优化ADC选型。

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