一篇很好的AD转换设计中的基本问题整理

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，你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,您可以根据这个公式来确定您选择的ADC能否符合您的要求.

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。

其他的布局布线规范与其他器件的是一样的。

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，这些指标也可在资料中找到。

但一般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的，必然引起一些误差，那么我想问一下有没有什么办法能减少这些误差，分别描述一下用硬件的方法与用软件的方法。

你可以选择电阻很小的开关比如ADG14**系列。如果是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，只能选择电阻很小的开关，同时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，都没有解决?频率已经在25Hz上了。不知如何解决?

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.请问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.我要设计一个16路的数据采集系统，每路的采样率为100K，16BIT，请问一下，我要采用什么样的AD芯片，另外，AD转换器的输入通道比较少，要选择什么样的外部多路模拟切换开关?另，对模拟切换开关的选择有什么要求，要关注哪些参数。

我们没有16bit和16通道的ADC，您可以选择用两片AD7689，16bit 8通道。或者选择16：1的ADG1206.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，因我们的系统精度只需要8位，高了反而有害。

你在读取数据的时候，只需要读8bit即可。

11.有一些ADC集成有抗混叠滤波器，请问有什么好处?

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，总的好处就是ADC有更好的抗噪声性能。

12.请问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?请问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,特别对小信号的采集.请问什么是 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?

1)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。

2)ADC的量化噪声是固有的，没办法消除。

3)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