数据转换器的衡量标准：演进历程

信号。8bit分辨率很适合这种应用，而这些系统的设计工程师希望ADC有9 bit（0.25 LSB）的精度。这是因为肉眼可分辨7～8bit的精度，所以如果使用低于真正8bit精度的8bit ADC，那么使用该示波器的用户可从显示屏上观测这些误差。

AC精度可用信噪比（SNR）和无杂散动态范围（SFDR）两项性能指标来表示。因为相对模拟信号的频率来度量这两项性能指标，因此它们代表了动态性能。SNR是转换器的噪声功率对有用信号影响程度的一种度量。它告诉用户在不使用平均处理方法的条件下能立即检测（ADC）或产生（DAC）小信号的程度。这项性能指标的最大值受待测转换器的分辨率（N）限制，并且以dB为单位由下式表示：

SNR=6.02×N+1.8 （2 ）

SFDR是使用大量采样和平均处理方法对可检测到小信号程度的一种度量。SFDR受待测转换器的DC精度限制，并且提供对随信号频率的增加保持精度程度的一种度量。所以在上述的12 bit ADC例子中，虽然每个ADC有同样的SNR指标，但是它们的SFDR性能有很大差别。

当讨论数据转换器精度时，一个跟踪和比较的有趣性能指标是有效位数（ENOB）。在低输入频率时ENOB可用来反映DC精度，而在高输入频率时它可用来反映AC精度与频率的关系。ENOB与SNR的表达式相似，表达如下：

SNDR=6.02×ENOB+1.8 （3）

SNDR(信纳比)代表信号（S）与噪声(N)加失真（D）的比率，即S/(N+D)。通过测量转换器有多少噪声和失真加到用信号中，等效ENOB可提供对转换器精度的一种平均度量方法。

蜂窝基站是一个重视数据转换器AC精度的很好的应用实例。这些基站需要按照非常严格的技术标准接收信号和发送信号。动态范围小的ADC不能检测出淹没在强烈干扰中的微弱信号。失真性能差的DAC会在工作频谱中的其它信道内产生杂散信号，因而不能满足通信行业的要求。

定义实际应用中数据转换器性能的最后一项重要参数是功耗。功率不常在性能参数中被引用，但是如果功率不达标，许多上述的性能指标都很容易受到强制性破坏。不幸的是，我们越来越趋于生活在一个便携式电子设备的时代。当谈到数码相机与摄像机、蜂窝电话以及个人音频和视频播放器时电池工作寿命是用户需要的一项关键参数。功率也是与电池工作寿命无关的许多系统中的关键参数。对于可能有大电源供电的系统，其大的功率消耗会产生散热管理问题，从而可能会影响其结构设计及其材料成本。因此ADC和DAC的功耗性能指标成为选择数据转换器日益重要的参数。

大多数行业都制定品质因数（FOM）来跟踪其关注领域的技术发展水平，数据转换器也不例外。在数据转换器中，一种很重要的FOM表达如下：

FOM=SNDR+10Log(BW/Power) （4）

其中BW表示带宽，Power表示功率。

虽然有几种FOM定义，它们以稍微不同的方式表达这些度量，但是本文的目的不是讨论其细微差异或者做出其优选评论。上述引用的FOM包含了给定器件的速度、精度（包括DC精度和AC精度）和功耗指标，以给出一个总平价。这个信息表明，从根本上说设计过程是一个折衷的过程。为了优化一项性能指标而牺牲其它的指标可能会满足某些用户的极限需求，但是它不再可能提高该转换器的总性能指标。

成本创新
对于为某项应用确定一个转换器的设计工程师，应当首要关注的是转换器的性能，其次是转换器的成本。当然，转换器的成本是很实在的，并且很容易对转换器之间和厂家之间的价格进行比较，但是成本创新的问题绝非仅仅是降低IC的价格问题。

成本创新包括生产厂家的总成本。它考虑了使用给定转换器的设计难度。该器件的技术资料完整吗？真的提供适合该器件的设计工具吗？该器件供应商提供应用支持，提供对该器件基本知识支持和提供对其深入应用支持吗？一个没有设计支持的低成本器件可能并不如它看上去那样划算。

成本创新的考虑还必须包括产品及其替代器件的最终成本。该器件的鲁棒性好吗？该器件经过合格测试并且测试的是保证符合最低性能的主要指标吗？最后，该器件有开发下一代产品的发展路线图吗？也就是，能提供该转换器的满足客户未来产品需求的开发技术路线吗？

许多促进转换器消费的应用不是由转换器的先进性能水平来推动的。一般的电子产品都快速地从可行性生产发展到大批量生成再发展到下一代产品。每一代产品都期望欲降低（降低功耗，减小尺寸，节省成本）而提高（增加功能，提高性能）。满足消费者需求的关键是围绕转换器集成专用的系统功能。

当今，选择何种集成功能的缺省条件不是系统芯片（SOC）。由于数据转换器成为检测世界和计算机世界之间的桥梁，所以它被处于系统结构选择之间。性能和成本之间的折衷选择经