最近，看到一篇关于AD转换设计中的基本问题整理博文，因此特地转载过来和大家分享一下，共同了解数据转换器错误及参数。
1、如何选择高速模数转换之前的信号调理器件？如何解决多路模数转换的同步问题？
ADC之前的信号调理，最根本的原则就是信号调理引起的噪声和误差要在ADC的1个LSB之内。根据这个目的，可以需要选择指标合适的运放。
至于多路ADC同步的问题，一般在高速ADC的数据手册中都会有一章来介绍多片同步问题，可以看一下里面的介绍。
2、在挑选ADC时，如何确定内部噪声这个参数？
一般ADC都有信噪比SNR或者信纳比SINAD这个参数，SINAD=6.02*有效位数+1.76，可以根据这个公式来确定自己选择的ADC是否符合要求。
3、如何对流水线结构ADC进行校准？需要校准哪些参数？
一般来讲，ADC的offset和gain error会比较容易校准。只要外接0V和full scale进行采样，然后得到校准系数。另外，如果需要作温度补偿的话，一般需要加一个温度传感器，然后利用查表的方式来补偿。
4、对ADC和DAC周围的布线有哪些建议？
ADC和DAC属于模拟数字混合型器件，在布局布线时最重要的是要注意地分割，即模拟地和数字地的处理问题。对于高采样率的器件，建议使用一块地；而低采样率的器件，建议模拟数字地分开，最后在芯片下方连接在一起。
需要补充的是，其它的布局布线规范与其它的器件是一样的。对于具体的器件，一般会有评估板的Layout图可供参考。
5、模数转换器的精度与噪声系数之间有什么必然的联系吗？
低速模数转换器的精度用峰峰值分辨率，有效值分辨率来表示。在ADI一些Sigma-delta ADC的芯片资料里，都会列出不同情况下的有效值分辨率指标。高速模数转换器的精度可用SNR、SNOB来表示，这些指标也可以在资料中找到。
但是，一般ADC的指标中不会有噪声系数（NF）的指标。
6、如果采用了外部模拟切换开关，那么，这个开关总是存在一些电阻，必然引起一些误差，有没有什么办法能够减少这些误差呢？
建议选择电阻很小的开关，比如ADG14**系列。如果开关是做通道切换的，在后级加一个运放跟随就可以了；如果是做量程切换的，只能选择电阻很小的开关；同时，还要注意开关的平坦度和温度漂移参数，如果系统精度要求很高，那么，就只能做软件校正或者选择可编程放大器如AD8250/1/3等。
7、将AD7710的输入端与自身的地短接后，再读取数据时，其AD转换值跳动比较大，通过说明当中的几种校准方式，都未能有效解决？而频率已经在25Hz上了，应该如何解决呢？
请确认电源和基准的稳定性，在频率为25Hz、增益为1的条件下，看数据手测上Table II可知，其有效值分辨率为21.5bit，那么，其实际的峰峰值分辨率为21.5-2.7=18.8bit。也就是说，如果有5bit码在跳就是正常的。
8、ADC的输入和传感器相连，如何将传感器输出信号本身的干扰排除？
如果传感器输出是共模干扰，需要加仪表运放如AD8221/0等滤除；如果是差模干扰，加滤波器就可以滤除。
9、现要设计一个16路的数据采集系统，每路的采样率为100K、16BIT，应该采用什么样的AD芯片？另外，AD转换器的输入通道比较少，应该选择什么样的外部多路模拟切换开关？对模拟切换开关的选择有什么要求？要关注哪些参数？
目前没有16bit和16通道的ADC，建议选择用两片AD7689、16bit 8通道，或者选择16:1的ADG1206，在这里需要注意导通电阻、注入电荷、导通时间等。
10、一个12位的高速模数转换器，能不能降低以及如何降低到8位来使用？
在读取数据的时候，只需要读8bit即可。
11、ADC集成有抗混叠滤波器，有什么好处？
一般抗混叠滤波器指的是ADC前端的滤波器，而sigma-delta ADC内部会集成一些陷波器来实现工频50Hz和60Hz陷波。总体来说，好处就是ADC有更好的抗噪声性能。
12、怎样才能降低相邻通道相互间的干扰？
在布局布线时，可以考虑在相邻通道间加地屏蔽。
13、想设计高精度校准仪表，如直流电压输出（毫伏级），能不能推荐几款芯片？另外，怎样消除伴随的量化噪声？如何保证ADC的精度？AD转换的满量程即是电源电压，对于单电源供电，零点的确定和量程都与电源电压有关，如果电源电压波动势必导致转换的误差，电路中如何解决？什么是DAC的输出静态误差？怎样提高数模转换器中电阻或者电流源单元的匹配程度？在给ADC供电时，数字地与模拟地之间是否需要串接小电感？
首先，ADI的运放，仪放产品种类很多，最好把详细的指标要求列出来，这样比较容易找。
其次，ADC的量化噪声是固有的，没办法消除。
第三，ADC的电源对测量精度有直接的影响，所以要选择高精度低噪声的电源信号，且在布线的时候也要注意避免干扰。
第四，一般手册里会分别给出zero error、gain error等，不知道具体问的是哪一个，或者可以举一个具体型号的例子。
第五，这应该是DAC内部结构的问题，一般来讲，我们不关心内部电阻或电流源的绝对值，只关心它们之间的比例，现在的工艺可以很好地保证这个。
第六，一般来讲，用0欧姆电阻连接就可以了。
14、ADC的内部增益越大，其产生的噪声也越大，这两者之间的原理是什么？
ADC内部的PGA增益越大，本身PGA的噪声会增加，另外ADC输入噪声被放大的越多。所以，ADC内部增益越大，分辨率越小。
15、电源纹波对转换精度的影响？
如果ADC有PSRR这个指标，可以使用这个指标去算电源纹波对ADC的影响。如果没有，一般基准源都有这个指标，可以使用基准源的PSRR去算对ADC采样的影响。
16、数据转换器在布线长度、通信串扰、匹配电阻等方面是如何设计的？
高速ADC会考虑这些问题，尤其对于LVDS接口的ADC，尽量保证一对信号的布线等长等距，放置端接电阻。这方面的布局布线，最好是参考评估板来做。
17、ADI产品高速数模转换最大速度能达到多少？采样频率大了是不是稳定性会下降？
DAC的最大速度能达到2.5GHZ，它是AD9739电流输出型的，这不会影响到稳定性。
18、ADC的标称的位数很高，但实际中末尾的几位会被内部噪声而淹没，在挑选ADC时如何确定内部噪声这个参数？
对于高精度的ADC，一般来讲都会给出一个有效分辨率的参数，也就是器件可以达到不跳码的位数。另外，在设计中还有考虑电源、参考电压的噪声，以及ADC前端调理电路引入的噪声，需要把这些噪声控制在ADC的1个LSB之内。
19、评估ADC的时候，因为评估SNR比较困难，所以一般会考虑评估在接地时的跳码程度来比较两种同类ADC的差异，这种评估方法科学吗？
实际上，对于高速ADC来说，应该是加一个高精度的基准信号，而后用ADC采样，再做FFT分析来评估SNR。
20、如何理解压摆率这个指标？为什么要对电压变化率做限制？
举个例子，如果压摆率不够，那么就是实际的输出跟不上输入信号的变化，这样对信号的处理就会有失真。
21、开关电源的纹波对12位以上的ADC的影响有多大？是否需要为ADC部分单独处理电源纹波？
高精度的ADC，比如16位及以上的ADC，不建议使用开关电源来供电。
22、使用高功效开关稳压器替换传统的LDO稳压器电源，对高速模数转换器有没有负面影响？对产品寿命有何影响？
在高速ADC场合，一般对电源的纹波和噪声有较高的要求。开关电源效率比较高，但有较大的纹波和噪声，会对系统的精度有影响。而高速场合对SNR，SFDR要求比较高，所以选择LDO会比较好。
23、关于运算放大器的阻抗匹配在设计中，需要如何注意？
只有在高速的情况下，才需要考虑阻抗匹配。
24、电源精度会导致ADC的精度提不上去吗？
这是有可能的，但具体要看ADC的位数和PSRR参数。如果位数很低如10bit，你用再低噪声的电源也只能是10bit精度。但在16bit系统中，如果使用噪声很大的电源，会使得系统精度不能达到16bit。
25、AD前抗射频干扰滤波器一般应当达到什么样的性能指标？
这取决于实际应用，当然，理想情况下是截至频率等于有效的输入信号，而滚降特性是无限陡峭，但实际上没有这样的滤波器，且越接近理想情况，成本会越高，要折衷考虑。
26、如何抑制输入“毛刺”？
加滤波器抑制，或者是对采样结果做数字滤波。
27、有何好的建议，使用软件来提高ADC的精度与位数？
请注意参考和电源的质量，同时还需要注意layout来防止噪声引入。
28、对于ECG信号的AD转换需要有多大的分辨率？可以推荐几款型号吗？
这主要取决于ECG的信号链，如果信号链中为AC隔离，那么信号可以被放大很大，比如放大1000倍，这样ADC的选取12-16位。如果信号链为DC隔离，那么信号不能被放大很多，一般增益为10，这样ADC的位数就得选的大些，如18-24位。
其实，ECG产品会有相应的标准，即ECG产品最小能分辨多小的信号，ADC的选取与此也有关。
29、我设计的一个基于FPGA的DDS系统中使用的芯片是AD9777，请问在电流足够的情况下，系统电源设计中是否可以将DA芯片与FPGA芯片共用3.3V数字电源，以达到简化电源设计的目的？
可以 。
30、随着数字视频信号应用的越来越普及，数模转换器在视频方面会不会无用武之地，乃至被淘汰？
数模转换器是不会被淘汰的，因为最终都是要将数字信号转会人们能所识别的模拟信号。
31、在恶劣环境下（如高温），ADC的供电电源怎么设计？一般DC-DC很难达到+85摄氏度，ADI是否有相关的参考设计？
选择合适的器件，DC-DC能工作在85摄氏度，关键是要选择合适的器件和合适的设计，使得系统的温升在其标定的范围，如加风扇或者散热片，多个器件并联提高电源效率等。
32、在使用ADuC841的A/D时，采集的数据偶尔会时零，为什么？又该如何解决？
这种情况要用示波器监测输入信号，看输入端是否真的发生跳变了。如果没有，请仔细检查ADUC841的数据读取程序。
33、把一个直流信号加到转换器输入端时，怎样确定输出端应该出现的数码数目？
一般来讲，根据计算公式Vin/Vref=code/2^N。其中，N为ADC的位数，Vin为输入电压，Vref为参考电压。
如果是有负电压，需要考虑输出码字的类型，比如二进制补码等。而绝大多数ADC的数据手册中，都会给出一个图来说明这个问题。
34、AD7710使用时，噪音过高，如何使用说明书中的校准？在布线过程当中如何做比较合适？
建议参考芯片的评估板来做Layout设计。
35、怎样尽量减小系统噪音对ADC的影响？
尽量减少输入噪音（可以差分输入的ADC）、减小电源噪音、设计合适的滤波器等。
36、如何确定温度对基准的影响，以及多最终转换精度的影响？
基准芯片资料中会有相关温度对基准影响的温度系数指标，一般为几个ppm/°C。一般而言，ADC芯片资料没有参考电压随温度变化对ADC性能影响的测试参数。
37、如何实现对高速ADC的THD测试？
实际中是加一个高精度的基准源，而后用ADC采样，再做FFT分析。
38、有什么办法可以减少开关电源的噪声对ADC的影响？
加入LC滤波，以及合理的layout如模拟地数字地分开。如果还不行，那就只能加低噪声的LDO。
39、如果ADC的传递函数线形度比较差，如何进行校准？有没有通过验证比较科学的方法？
一般情况下都是做线性校正的，如果校正后还不能满足要求，建议采用分段校正的方法。
40、相对于单端，差分有很多优势，但目前还是有很多单端的ADC，差分模式有什么弱点吗？
和单端的输入相比，外围的电路相对复杂一些。
41、在高速数据采集系统设计中，怎样确定采样率和存储器带宽？
采样率由待处理信号的频率决定，存储器带宽由采样率和处理器能力来决定。
42、AD前抗射频干扰滤波器一般应当达到什么样的性能指标？
这取决于实际应用，理想情况下就是只让有效带宽内的信号通过，但滤波器设计很难达到理想情况，所以要折衷考虑。
43、如果对视频信号进行数模/模数转换，该如何选择转换器？它的关键性规格是哪几个方面？
主要取决于所需要转换的视频信号格式，需不需要做色彩空间转换，是普通的并口接口，还是HDMI的接口。
44、ADC的输出延时主要受什么因素的影响？
这是由ADC的内部参数决定的，具体要看不同型号的数据手册。
45、如何减小截断误差和增益误差？
对一个特定的ADC来说，它的Offset误差和Gain误差基本是一定的。但是，Offset误差和Gain误差可以通过软件校正消除。
46、采集的数据中总是有错误的代码，有何种方法能够消除此错误代码？
要先确定错误代码是ADC输出错误还是MCU读取错误，如果是前者，那得看系统的设计是否合理、布局布线是否合理。
47、开关电源的地是否需要和ADC的模拟地分开吗？
ADC的模拟地，通过一点接入开关电源输出滤波电容的地会减小电源纹波对ADC的影响。
48、PSRR指标，指的是什么？
电源电压抑制比。
49、最近我鉴定一只双电源ADC，将待测转换器的输入端接地， 并在LED指示灯上观察其输出的数码，令人惊奇的是，为什么我所观察到的输出数码范围不是我所期望的一个数码？
导致这个问题的原因有很多种，比如输入信号源的范围，参考电压源的值，噪音的影响等。
50、ADC的量化噪声为什么没办法消除？
因为采样不是理想，而是无限逼近的概念。
51、实际应用中，INL、DNL哪个指标对用户更有意义？
这两个指标都很重要。
52、模拟地与数字地最后的连接方式应该是怎样的？
尽量将模拟地和数字地分开，为了避免相互的干扰。但在高速的ADC应用中，数字和模拟要求共地。
53、现在需要安装节省空间的数据转换器，认为串行式转换器比较适合，为了选择和使用这种转换器，应该了解什么？
串行接口的ADC一般转换速度比较低，在10M以下，但封装读取会比较方便。建议先看看自己需要的位数，以低于10M的速度能不能满足要求。另外，关键是MCU和ADC的接口，是使用模拟的SPI，还是MCU的标准SPI接口。
54、对ad的时钟信号有什么要求？需不需要做一些温度、抖动方面的补偿？
不需要，因为ADC中内部已经做了相关的补偿。
55、对于单板结构，板子上有多个比如9片ADC的话，是否建议ADC跨接模拟地和数字地？是否意味着要多点接地？
ADC需要接在系统的模拟部分。
56、什么时候用FPBW？什么时候用小信号BW？
FPBW与芯片的Slew Rate有关，当要把信号放大时，如果Slew Rate跟不上，输出信号就会失真。
FPBW=SlewRate/2piVp，其中Vp为输出信号的电压。
57、在采用R、C隔离时，若R较大，会影响后面的ADC；若C较大，会影响相位。那么，具体设计时应该如何选择呢？
可以考虑在RC滤波后加一级运放做buffer。
58、数据转换器中最常见的错误主要有哪些？应该如何避免？
ADC转换会受到Noise的影响，如果ADC转换的结果与理论值大概相等，则可以通过在同一个输入电压上读多次转换结果，将转换结果平均来得到更为准确的值。
59、我们想要的带宽为100hz，结果用的是带宽为1khz的放大器，如何有效解决抗干扰问题？
一般来讲，ADC前端需要加一个滤波，滤掉把有用带宽以外的噪声。
60、影响ADC的重要参数有哪些？如何在pcb设计中避免？
考虑ADC前端的抗混叠滤波器的设计、阻抗匹配、输入输出的阻抗。
61、在高速模数转换时，是不是不能以芯片内部的参考电压为准，都需要外部参考？有没有可能芯片内部参考电压也达到一般外部参考那么稳定？
使用内部参考电压，由于参考电压在ADC转换时会sink/source电流，这会影响ADC的电源电压，进而影响ADC的SNR。一般来说，系统精度要求很高的场合常使用外部参考。
62、目前ADI公司的ADC芯片中，分辨率高于14bit，最高速率能达到多少？在双通道，分辨率高于14bit，最高速率能达到多少？
目前，14bit的ADC最高为150MSPS。
63、传递函数不连续（DNL不连续）会导致什么问题？如果应用中遇到这个问题，应该如何处理？如果不连续，为什么芯片不能从硬件角度去做补偿？
DNL不连续会导致丢码，这个问题没有办法在外部做补偿，这是ADC本身的特性，ADI的ADC都是保证没有丢码的问题存在的。
64、开关电源对数据转换出错的影响有多大？开关电源的频率建议多高最为合理？
建议加LDO或者LC滤波器，减小电源纹波和噪声。一般ADC的PSRR会比较高，位数低的ADC如10bit对电源要求不高，但高位数的ADC如16bit对开关电源要求比较高。
开关电源频率选择和功率、效率有关，普通的开关频率一般选择为100KHz-300KHz。
65、从信噪比角度来看，要实现多路AD，是采用单个多路AD的芯片实现，还是用多个个单路的AD实现？
采用多个ADC芯片效果会更好。因为单芯片多通道的芯片，通道之间会有干扰。
66、如何判断转换错误是干扰信号引起的，还是转换本身引起的？
对于高频的要用高精度的基准源，高精度的可以将输入端短路来测试ADC本身上的噪声特性。
67、为了降低高频干扰，开关稳压器后面使用LDO是否有好处？
会有好处，建议选择低噪声的LDO。
68、哪种类型的A/D在进行布线时，要特别的注意电磁干扰的抑制？对此有什么好建议？
一般来讲，ADC不需要考虑这个，而是在电源端考虑电磁干扰抑制。如果用到高速的数字器件或者时钟的话，可以考虑加一个屏蔽罩。
69、陷波器和抗混叠滤波器有什么不同？
陷波器就是将某一频率下的干扰做足够的衰减，可以理解为带阻滤波器；而抗混叠滤波器，可以理解为低通滤波器。
70、噪声混叠是否会导致ADC的SNR下降？
混叠是由于采样率<2倍的信号频率是产生的，这是会使得滤波器的设计变得困难，从而噪声的滤除变得困难，SNR也会受到影响。
71、由LDO向ADC供电改为使用开关电源向ADC供电时，对EMC性能有何影响？
这主要看开关电源的EMC处理情况，如果开关电源EMC/I处理不好，系统就有EMI/C问题。由LDO向ADC供电改为使用开关电源向ADC供电，可能会影响ADC的精度。
72、如果测量的是很低频率的模拟信号（如小于10Hz），直接单端测量和将信号转换成差分信号后驱动ADC相比，哪种方式测量精度会更高？
直接单端测量就可以。
73、脉冲模式的A/D时序控制复杂吗？是A/D内部实现的吗？
对于用户端来说，都是用CPU控制ADC的通信接口，这并不复杂。
74、为了消除噪声干扰，如何才能尽量减少AC环路？
当布局布线的时候，要尽量考虑信号线的回流路径，使得回路面积尽量小。
75、现在想做一个项目，用到16位的高速ADC，但前端模拟信号本身的噪声比较大，会浪费掉3-4位的精度，对此有必要选择16位的ADC吗？
如果输入信号本身的噪声只要12位，而且无法通过处理来降低噪声，那么就不要使用16bit的ADC。
76、一般ADC封装上都有很多模拟电源引脚，比如AD7656就有8个AVcc，在设计PCB时，如何把它们连接到电源上？
最好是有一层电源平面，就近将AVCC接到电源上，注意电容的分布。新设计建议使用AD7656-1，与AD7656相比，-1电源引脚上需要的电容较少。
77、请推荐几款低温漂的Rail-to-Rail的高精度运算放大器。
AD8628、AD8638。
78、现在的系统中，很多都是单一的开关电源供电，那么对于系统中ADC、DAC的数字电源、模拟电源、数字地、模拟地，应该如何处理？
数字电源可以通过一个磁珠后从模拟电源引出，如果允许，尽量使用分离的电源芯片为模拟和数字电源供电。
79、有些ADC会在时钟输入端加入高频抖动源，这样做能提升ADC的有效位数吗？
可以用单电源供电，但应注意AD620的Reference需要接到0.5的电源电压处。
80、在采样时，如何才能避免信号的丢失？
只能通过提高采样率或滤波。
81、如何区分干扰是从前端进去的，还是从电源进去的？
对于高精度的应用，可以把输入端短路来测输出，如果干扰依然不变，就应该是电源和参考等引起的。
82、高速ADC和低速ADC，在干扰的处理上有何不同？
这两者相同的是加入去藕电容来消除干扰，但layout可能有些不同，高速ADC一般采样地平面，就近接地，低速一般是数字地模拟地分开，单地接地。
免责声明：本文系网络转载，版权归原作者所有。如有问题，请联系删帖，谢谢！
↑↑ 扫码关注更多精彩内容
|
楼主
标题置顶
标题高亮
