本帖最后由 dffzh 于 2025-9-22 08:58 编辑
@21小跑堂
很多高精度的24位以上分辨率的ADC芯片（比如TI的ADS1262，ADI的AD7191，HCT的HCT6805等等），其性能参数中的有效位数（ENOB，Effective Number of Bits）和无噪声位数（NFB，Noise Free Bits）是衡量ADC芯片的实际分辨率的重要指标，两者的实际含义和侧重点也是不一样的，我们详细说说。 1.ENOB（Effective Number of Bits，有效位数） ENOB表示ADC芯片在实际工作条件下（包含噪声和非线性失真）能够提供的有效分辨率。由于实际ADC存在噪声、谐波失真和非线性误差等因素，其性能会低于理想的理论位数（也就是数据手册标称的分辨率，比如32位）。 ENOB通常通过信噪比（SNR，Signal-to-Noise Ratio）计算得出，比如： ENOB = （SNR-1.68）/ 6.00； 其中： SNR是信号功率与噪声功率的比值（单位dB）； 1.68 dB是理想ADC的量化噪声理论值； 6.00 dB对应1个有效位的分辨率提升。 比如TI的ADS1262芯片，查看数据手册，其ENOB通常与采样率，滤波器模式和增益配置有关，如下图来源于数据手册： 一般情况下，在高采样率或更宽带宽下，由于输入噪声增加，ENOB往往会降低。 再比如HCT的HCT6805芯片： 综上，ENOB反映了ADC的实际可用分辨率。例如，若ENOB=19位，意味着ADC的实际精度相当于一个理想19位ADC的性能，在使用的时候，代码上就可以对采集的ADC数据进行预处理再计算实际的输入电压： - valid_data_NFB = temp_average &0xFFFFFE000;
- actual_vol_NFB=valid_data_NFB *INTERNAL_ADC_REF_VOLTAGE / (ADC1_FSR * ADC1_PGA_GAIN);
2. NFB（Noise Free Bits，无噪声位数） NFB表示ADC输出码中完全不受噪声波动影响的位数，它通常通过峰峰值噪声（Noise Peak-to-Peak）进行计算，比如： NFB = log2(FSR / Noisep-p)； 其中： FSR，即Full Scale Range，是ADC芯片的满量程输入范围（如±2.5V）。 Noisep-p是在特定条件下测得的峰峰值噪声（通常通过统计或观察输出码的波动范围获得）。 比如ADS1262芯片的NFB，在数据手册中一般是直接给出相应寄存器配置下的NFB值，例如如果峰峰值噪声为1uV，满量程为5V，则： NFB = log2(5 / 0.000001)，大概是22.3位。 在数据手册上其实也可以查到噪声电压值，如下图所示： 综上，NFB表示输出码中稳定不变的部分，是系统能够可靠分辨的最小信号变化的指标，它通常比ENOB更低（因为ENOB包含统计噪声，而NFB是考虑最坏情况下的峰峰值噪声）。
以下通过表格列出ENOB和EFB的关键区别： 所以，对应这类高精度ADC芯片的应用，给出一些参考建议： 高精度直流测量（如称重、温度检测）：关注NFB，确保微小信号不被噪声淹没； 动态信号采集（如振动分析）：关注ENOB和SNR，优化信号带宽和滤波设置； 数据手册查阅：查看不同采样率、滤波器配置下的ENOB和噪声曲线，以权衡速度与精度。 | 
