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代码跃迁噪声(折合到输入端噪声)及其对ADC传递函数的影响
由于电阻噪声和“kT/C”噪声,所有ADC内部电路都会产生一定量的均方根(RMS)噪声。即使是直流输入信号,此噪声也存在,它是代码跃迁噪声存在的原因。如今通常把代码跃迁噪声称为“折合到输入端噪声”,而不是直接使用“代码跃迁噪声”这一说法。折合到输入端噪声通常用ADC输入为直流值时的若干输出样本的直方图来表征。大多数高速或高分辨率ADC的输出为一系列以直流输入标称值为中心的代码。为了测量其值,ADC的输入端接地或连接到一个深度去耦的电压源,然后采集大量输出样本并将其表示为直方图(有时也称为“接地输入”直方图)。由于噪声大致呈高斯分布,因此可以计算直方图的标准差σ,它对应于有效输入均方根噪声。参考文献1详细说明了如何根据直方图数据计算σ值。该均方根噪声虽然可以表示为以ADC满量程输入范围为基准的均方根电压,但惯例是用LSB rms来表示
折合到输入端噪声对ADC“接地输入端”直方图的影响(ADC具有少量DNL)
虽然ADC固有的微分非线性(DNL)可能会导致其噪声分布与理想的高斯分布有细微的偏差显示了部分DNL),但它至少大致呈高斯分布。如果DNL比较大,则应计算多个不同直流输入电压的值,然后求平均值。例如,如果代码分布具有较大且特的峰值和谷值,则表明ADC设计不佳,或者更有可能的是PCB布局布线错误、接地不良、电源去耦不当。当直流输入扫过ADC输入电压范围时,如果分布宽度急剧变化,这也表明存在问题。
分辨率是指AD转换器对输入信号的分辨能力,比如说 ADC0809是一个8位AD。当对其输入5V的模拟电压时,其转化后输出的数字量为FFH(255),那么其分辨率为5/255=0.0196v(约等于0.02v)也就是说模拟量的输入必须以0.02为单位变大或变小,其输出的数字量才会有变化,例如:4.98~5.00的模拟量其输出数字量都为FFH.
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