ADC精度與分辨率差異化理解,揪出ADC不準(zhǔn)確原因
發(fā)布時間:2015-02-12 來源::Vinay Agarwal 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】很多工程師總會強調(diào)一個問題“你的16位ADC的精度也是16位的嗎?”這個問題的答案取決于對分辨率和精度概念的基本理解。該文詳述了這兩個概念間的差異,并將深入研究造成ADC不準(zhǔn)確的主要原因。
在與使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 的系統(tǒng)設(shè)計人員進行交談時,我最常聽到的一個問題就是:“你的16位ADC的精度也是16位的嗎?”
這個問題的答案取決于對分辨率和精度概念的基本理解。盡管是兩個完全不同的概念,這兩個數(shù)據(jù)項經(jīng)常被搞混和交換使用。
該文詳述了這兩個概念間的差異,并將深入研究造成ADC不準(zhǔn)確的主要原因。
ADC的分辨率被定義為輸入信號值的最小變化,這個最小數(shù)值變化會改變數(shù)字輸出值的一個數(shù)值。對于一個理想ADC來說,傳遞函數(shù)是一個步寬等于分辨率的階梯。然而,在具有較高分辨率的系統(tǒng)中(≥16位),傳輸函數(shù)的響應(yīng)將相對于理想響應(yīng)有一個較大的偏離。這是因為ADC以及驅(qū)動器電路導(dǎo)致的噪聲會降低ADC的分辨率。
此外,如果DC電壓被施加到理想ADC的輸入上并且執(zhí)行多個轉(zhuǎn)換的話,數(shù)字輸出應(yīng)該始終為同樣的代碼(由圖1中的黑點表示)?,F(xiàn)實中,根據(jù)總體系統(tǒng)噪聲(也就是包括電壓基準(zhǔn)和驅(qū)動器電路),輸出代碼被分布在多個代碼上(由下面的一團紅點表示)。系統(tǒng)中的噪聲越多,數(shù)據(jù)點的集合就越寬,反之亦然。圖1中顯示的是一個中量程DC輸入的示例。ADC傳遞函數(shù)上輸出點的集合通常被表現(xiàn)為ADC數(shù)據(jù)表中的DC柱狀圖。
圖1:ADC傳遞曲線上ADC分辨率和有效分辨率的圖示
圖1中的圖表提出了一個有意思的問題。如果同樣的模擬輸入會導(dǎo)致多個數(shù)字輸出,那么對于ADC分辨率的定義仍然有效嗎?是的,前提是我們只考慮ADC的量化噪聲。然而,當(dāng)我們將信號鏈中所有的噪聲和失真計算在內(nèi)時,正如等式 (1) 中所顯示的那樣,ADC的有效無噪聲分辨率取決于輸出代碼分布 (NPP)。
下面,考慮一下圖1中的輸出代碼簇(紅點)不是位于理想輸出代碼的中央,而是位于遠離黑點的ADC傳遞曲線上的其他位置(如圖2中所示)。這個距離是指示出采集系統(tǒng)精度。不但ADC,還有前端驅(qū)動電路、基準(zhǔn)和基準(zhǔn)緩沖器都會影響到總體系統(tǒng)精度。
圖2:ADC傳遞曲線的精度圖示
需要注意的重要一點是ADC精度和分辨率是兩個也許不相等的不同參數(shù)。從系統(tǒng)設(shè)計角度講,精度確定了系統(tǒng)的總體誤差預(yù)算,而系統(tǒng)軟件算法完整性、控制和監(jiān)視功能取決于分辨率。
特別推薦
- 復(fù)雜的RF PCB焊接該如何確保恰到好處?
- 電源效率測試
- 科技的洪荒之力:可穿戴設(shè)備中的MEMS傳感器 助運動員爭金奪銀
- 輕松滿足檢測距離,勞易測新型電感式傳感器IS 200系列
- Aigtek推出ATA-400系列高壓功率放大器
- TDK推出使用壽命更長和熱點溫度更高的全新氮氣填充三相交流濾波電容器
- 博瑞集信推出低噪聲、高增益平坦度、低功耗 | 低噪聲放大器系列
技術(shù)文章更多>>
- 基于GD32F407VET6主控芯片的永磁同步電機控制器設(shè)計
- 如何選擇和應(yīng)用機電繼電器實現(xiàn)多功能且可靠的信號切換
- 基于APM32F411的移動電源控制板應(yīng)用方案
- 數(shù)字儀表與模擬儀表:它們有何區(qū)別?
- 聚焦制造業(yè)企業(yè)貨量旺季“急難愁盼”,跨越速運打出紓困“連招”
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索