本文章是關(guān)于ADC/DAC設(shè)計經(jīng)典問答，涵蓋時鐘占空比、共模電壓、增益誤差、微分相位誤差、互調(diào)失真等常見問題。

1. 什么是小信號帶寬（SSBW）？

小信號帶寬（Small Signal Bandwidth （SSBW））是指在指定的幅值輸入信號及特定的頻率下，它的輸出幅值比低頻時的輸出幅值下降指定值時，該特定頻率為小信號帶寬。

2. 什么是共模電壓（VCM）？

共模電壓（Common Mode Voltage （VCM ））是差動輸入的兩個引腳上相同的直流輸入電壓。

3. 什么是MSB（最高有效位）？

MSB（最高有效位（Most Significant Bit）），是具有最大的值或權(quán)重的位。 它的值是滿量程的一半。

4. 什么是采樣（孔徑）延時？

采樣（孔徑）延時（Sampling （Aperture） Delay）是時鐘輸入的后邊緣到采樣開關(guān)打開所需的時間。 采樣/保持電路有效地停止輸入信號捕獲，并進(jìn)入“保持”模式，確定時鐘延時后的采樣。

5. 什么是滿量程（FS）輸入范圍？

滿量程輸入范圍（Full Scale Input Range），是指模數(shù)轉(zhuǎn)換器上數(shù)字化的輸入電壓的輸入范圍，既不低于這個范圍也不超過這個范圍。 比如 V REF + = 3.5V 和 VREF - = 1.5V， FS = （VREF + ）-（VREF - ） =2.0V。

6. 什么是時鐘占空比？

時鐘占空比（Clock Duty Cycle）是時鐘波形高電平時間和一個時鐘周期總時間的比值。

7. 什么是位的有效數(shù)（ENOB ，或有效位）？

位的有效數(shù)（ENOB ，或有效位）（Effective Number of Bits （ENOB， 或Effective Bits））是信噪比和失真的比率，或SINAD的另一種表達(dá)方法。 ENOB定義為（SINAD -1.76）/ 6.02，這個位數(shù)（ENOB）表示轉(zhuǎn)換器是與理想的模數(shù)轉(zhuǎn)換器等效。

8. 什么是增益誤差？

增益誤差是在第一個代碼和最后一個代碼發(fā)生轉(zhuǎn)換時，實(shí)際輸人電壓與理想輸人電壓之差。 即，這個差值是：滿量程 - 2 LSB。

9. 許多模數(shù)轉(zhuǎn)換器在數(shù)據(jù)手冊中提供的應(yīng)用，在Va， Vd 和Vref引腳上出現(xiàn)了三個電容。 這三個電容器都是必須的嗎？

根據(jù)特定器件和電路板的布局，一個或兩個電容可能就足夠了。 較大的電容，通常是5到10？ F的，提供了低阻抗大容量存儲，在轉(zhuǎn)換期間保證了電壓的穩(wěn)定性。 較小值的電容器吸收較高頻率的噪音尖峰。 如果印制電路板具有非常好的布局用于低噪聲工作，而且不包含一個微控制器或其他的嘈雜的數(shù)字邏輯，可能需要更少的電容器。 但是為使ADC工作電平精度獲得保證，一般情況下最好是遵循數(shù)據(jù)手冊的推薦。

10. 什么是零誤差？

ADC雙級輸出的零誤差是理論的輸入電壓（典型的是中心值加1/2LSB）和實(shí)際輸入電壓之間的差異，這個實(shí)際輸入電壓引起了輸出從0到1的轉(zhuǎn)換。

11. 什么是輸出保持時間？

輸出保持時間是指在輸入時鐘邊緣后輸出有效數(shù)據(jù)的時間長度。

12. 什么是分辨率？

分辨率是模擬增量，相當(dāng)于1 LSB轉(zhuǎn)換器代碼的變化。 分辨率也被定義為轉(zhuǎn)換器位數(shù)（n）的個數(shù)。 數(shù)字代碼的個數(shù)等于2^n，其中“n”是位的個數(shù)。 舉一個例子，一個12位轉(zhuǎn)換器模擬信號和2 ^ 12 = 4096數(shù)字編碼的映射關(guān)系。 12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率，是輸入電壓的滿量程除以2^12，或4096，不會引起輸出代碼超出范圍。

13. 什么是微分相位誤差？

微分相位誤差（Differential Phase Error）是指，小信號正弦波在兩個不同的直流（DC）輸入電平重構(gòu)下，輸出相位的差。

14. 什么是模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的動態(tài)指標(biāo)？

模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的動態(tài)指標(biāo)（DynamicSpecifications）涉及到那些交流（AC）輸入信號。 這些包括信/噪比（SNR），SINAD（信號噪聲+失真），ENOB（有效位數(shù)），THD（總諧波失真），IMD（互調(diào)失真），F(xiàn)PBW（全功率帶寬），SSBW（小信號帶寬）。

15. 什么是互調(diào)失真（IMD）？

互調(diào)失真（Intermodulation Distortion），是指沒有出現(xiàn)在輸入端，作為兩個正弦曲線的頻率同時作用于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入，而形成的額外的頻譜成分。 它被定義為在互調(diào)積中的能量和原始頻率中的總能量比值。 互調(diào)失真（IMD）通常用分貝（dB）來表示。

16. 什么是增益溫度系數(shù)（滿量程溫度系數(shù)）？

增益溫度系數(shù)（滿量程溫度系數(shù)）是指增益誤差變化量和溫度變化量的比值。 通常用每百萬分之/ 攝氏度（ppm/°C）表示。

17. 什么是總諧波失真（THD）？

總諧波失真（THD），用dB或dBc表示，是指總的諧波電平（美國國家半導(dǎo)體模數(shù)轉(zhuǎn)換器是9個諧波段）和輸入信號的倍頻出現(xiàn)在輸出的電平。 總諧波失真（THD）計算方法如下：THD=“sqrt”［ （ f2xf2 + f3xf3 +f4xf4 + f5xf5 + f6xf6 + f7xf7 + f8xf8 + f9xf9 + f10xf10） / （f1xf1） ］ f1是輸入信號的基頻，f2 到f10這9個諧波頻率是基頻的倍頻。

18. 什么是零刻度偏移誤差？

單極輸出模數(shù)轉(zhuǎn)換器的零刻度偏移誤差是指理想的輸入電壓（1/2 LSB） 和實(shí)際輸入電壓之間的差，引起輸出代碼由0到輸出代碼1的轉(zhuǎn)換。

19. 什么是全功率帶寬（FPBW）？

全功率帶寬（FPBW）是指滿量程輸入在重構(gòu)的輸出基頻下降到3分貝時低于其低頻值的頻率。

20. 什么LSB（最低有效位）？

LSB（最低有效位），是指所有位中最小的值或權(quán)值。 這個值是m*VREF/2 n，其中：“ m ”為主，是基準(zhǔn)量程因子（這是最常見的單位），其中“n”是模數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率。

21. 怎樣才能消除模數(shù)轉(zhuǎn)換器時鐘線和控制線上的超調(diào)量和/或欠調(diào)量？

超調(diào)量和/或欠調(diào)量，是由高速信號邊緣和不匹配信號終端混合引起的。 增加一個47-100Ω電阻串聯(lián)到輸入，電阻要盡可能的靠近時鐘源。 目的是為了和時鐘線上的信號阻抗匹配，輸電線路也應(yīng)該這樣考慮。 串聯(lián)的終端用一個小的附加電源，為減少擺動效應(yīng)通常是足夠了。

22. 什么是輸出延時？

輸出延時是指輸入時鐘的后邊緣到數(shù)據(jù)更新出現(xiàn)在輸出引腳的延遲時間。

23. 什么是孔徑抖動？

孔徑抖動是指采樣值間孔徑延時的變化。 孔徑抖動作為輸入噪聲出現(xiàn)。

24. 什么是信號噪聲及失真比（S/（N+D） 或 SINAD） ？

信號噪聲及失真比（S/（N+D） 或 SINAD），用分貝表示（dB），出現(xiàn)在輸出的輸入信號的有效值和所有其他光譜成分的有效值的比值，頻譜成分包括低于時鐘頻率一半頻譜的諧波，但不包括直流。

25. 什么是滿量程階躍響應(yīng)？

滿量程階躍響應(yīng)，定義為VIN從VREF-變化到VREF+，或從VREF+變化到 VREF-，為轉(zhuǎn)換器設(shè)定足夠的恢復(fù)，并滿足其額定精度的轉(zhuǎn)換所需的時間。

26. 什么是通道延時（潛伏期）？

通道延時（潛伏期），是指轉(zhuǎn)換啟動到轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在輸出驅(qū)動級時之間的時鐘周期的數(shù)量。 數(shù)據(jù)對于任何給定的采樣是可利用通道延時加上輸出延遲后進(jìn)行采樣。 每隔一個時鐘周期，可得到新的數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)落后于通道延時加上輸出延時。

27. 什么是模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)指標(biāo)？

靜態(tài)指標(biāo)是關(guān)于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的直流（DC ）信號輸入的指標(biāo)。 這些包括增益誤差，偏移誤差，以及微分與積分線性誤差。

28. 什么是總不可調(diào)整誤差（TUE）？

總不可調(diào)整誤差（Total Unadjusted Error（TUE）），是指理想的情況下數(shù)字代碼的中心和輸入電壓范圍相關(guān)的電壓的最大偏差。 總未調(diào)整誤差包括偏移誤差，增益誤差，以及微分與積分非線性誤差。

29. 什么是滿量程誤差？

滿量程誤差，是最后代碼的轉(zhuǎn)換離理想的1個 1/2 LSB 以下VREF +到多大范圍的測量，并定義為：VFSE =Vmax + 1.5 LSB- VREF + ，其中Vmax是轉(zhuǎn)換為最大代碼時的電壓，可以用伏特表示，最低有效位或滿量程范圍的百分?jǐn)?shù)。

30. 什么是轉(zhuǎn)換時間？

轉(zhuǎn)換時間是指模數(shù)轉(zhuǎn)換器完全一個轉(zhuǎn)換所需的時間。 轉(zhuǎn)換時間不包括采樣時間，多路復(fù)用器設(shè)置時間，或完成一個轉(zhuǎn)換周期的其他部分，轉(zhuǎn)換時間可能少于吞吐量時間。

31. 什么是電源抑制比（PSRR） ？

電源抑制比（Power Supply Rejection Ratio），可分為兩種規(guī)格。 直流電源抑制比（DC PSRR ）是特定參數(shù)的變化量（例如，滿量程誤差）和一個電源電壓指定變化量的比值。 交流電源抑制比（AC PSRR）是衡量一個電源上疊加的特定頻率和振幅的信號，這個信號在輸出上的輸出振幅，和它在電源引腳上的振幅的比值。 電源抑制比（PSRR）通常用分貝表示。

32. 什么是遺漏碼？

遺漏碼，是那些輸出碼被忽略的，或?qū)⒂肋h(yuǎn)不會出現(xiàn)在模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的。 這些碼不能通過任何輸入值。

33. 什么是吞吐量率？

吞吐率是模數(shù)轉(zhuǎn)換器最高的連續(xù)轉(zhuǎn)換率。

34. 什么是信噪比（SNR）？

信噪比（SNR）是一個比率，用分貝（dB）表示，出現(xiàn)在輸出的輸入信號的有效值和所有其他頻譜成分（低于采樣頻率的一半，除諧波分量和直流分量外）總和的有效值的比率。 信噪比 （SNR）是信號電平的有效值與各種噪聲（包括量化噪聲、熱噪聲、白噪聲等）有效值之比的分貝數(shù)。 其中信號是指基波分量的有效值，噪聲指奈奎斯特頻率以下的全部非基波分量的有效值（除諧波分量和直流分量外）。

35. 什么是吞吐時間？

吞吐時間是指轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換所花的時間。 吞吐時間包括任何多路復(fù)用器的建立時間，采樣時間，轉(zhuǎn)換時間，輸出顯示時間。

36. 什么是直流共模誤差？

直流共模誤差（DC Common-Mode Error）是用于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的差分輸入的一個規(guī)格。 當(dāng)兩個輸入上的模擬電壓被改變相同的值時，發(fā)生輸出代碼的變化量。 它通常用LSBs表示。

37. 什么是偏置誤差？

ADC的偏置誤差定義為使最低位被置成“1”狀態(tài)時ADC的輸人電壓，與理論上使最低位被置成“1”狀態(tài)時的輸人電壓之差。

38. 印制電路板的電源地是否應(yīng)作為數(shù)字和模擬的共同地？

是的，他們應(yīng)該是一樣的。 但是重要的是，要慎重給所有電源和信號布線以使地電流與電源和信號分開。

審核編輯：湯梓紅

?