ADC/DAC设计经典问答（上）

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1. 什么是小信号带宽（SSBW）？

 小信号带宽（Small Signal Bandwidth (SSBW)）是指在指定的幅值输入信号及特定的频率下，它的输出幅值比低频时的输出幅值下降指定值时，该特定频率为小信号带宽。

 

 2. 什么是共模电压（VCM）？

 共模电压（Common Mode Voltage (VCM )）是差动输入的两个引脚上相同的直流输入电压。

 

 3. 什么是MSB（最高有效位）？

 MSB（最高有效位（Most Significant Bit）），是具有最大的值或权重的位。它的值是满量程的一半。

 

 4. 什么是采样（孔径）延时？

 采样（孔径）延时（Sampling (Aperture) Delay）是时钟输入的后边缘到采样开关打开所需的时间。采样/保持电路有效地停止输入信号捕获，并进入“保持”模式，确定时钟延时后的采样。

 

 5. 什么是满量程（FS）输入范围？

 满量程输入范围（Full Scale Input Range），是指模数转换器上数字化的输入电压的输入范围，既不低于这个范围也不超过这个范围。 比如 V REF + = 3.5V 和 VREF - = 1.5V, FS = (VREF + )-(VREF - ) = 2.0V。

 

 6. 什么是时钟占空比？

 时钟占空比（Clock Duty Cycle）是时钟波形高电平时间和一个时钟周期总时间的比值。

 

 7. 什么是位的有效数（ENOB ，或有效位）？

 位的有效数（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的另一种表达方法。 ENOB定义为(SINAD -1.76)/ 6.02，这个位数(ENOB)表示转换器是与理想的模数转换器等效。

 

 8. 什么是增益误差？

 增益误差是在第一个代码和最后一个代码发生转换时，实际输人电压与理想输人电压之差。即，这个差值是：满量程 - 2 LSB。

 

 9. 许多模数转换器在数据手册中提供的应用，在Va, Vd 和Vref引脚上出现了三个电容。这三个电容器都是必须的吗？

 根据特定器件和电路板的布局，一个或两个电容可能就足够了。较大的电容，通常是5到10?F的，提供了低阻抗大容量存储，在转换期间保证了电压的稳定性。 较小值的电容器吸收较高频率的噪音尖峰。如果印制电路板具有非常好的布局用于低噪声工作，而且不包含一个微控制器或其他的嘈杂的数字逻辑，可能需要更少的电容器。但是为使ADC工作电平精度获得保证，一般情况下最好是遵循数据手册的推荐。

 

 10. 什么是零误差？

 ADC双级输出的零误差是理论的输入电压（典型的是中心值加1/2LSB）和实际输入电压之间的差异，这个实际输入电压引起了输出从0到1的转换。

11. 什么是输出保持时间？

 输出保持时间是指在输入时钟边缘后输出有效数据的时间长度。

 

 12. 什么是分辨率？

 分辨率是模拟增量，相当于1 LSB转换器代码的变化。分辨率也被定义为转换器位数（n）的个数。数字代码的个数等于2^n，其中“n”是位的个数。举一个例子，一个12位转换器模拟 信号和2 ^ 12 = 4096数字编码的映射关系。12位模数转换器的分辨率，是输入电压的满量程除以2^12，或4096，不会引起输出代码超出范围。

 

 13. 什么是微分相位误差？

 微分相位误差（Differential Phase Error）是指，小信号正弦波在两个不同的直流（DC)输入电平重构下，输出相位的差。

 

 14. 什么是模/数转换器的动态指标？

 模/数转换器的动态指标（Dynamic Specifications）涉及到那些交流（AC）输入信号。这些包括信/噪比（SNR） ，SINAD（信号噪声+失真），ENOB（有效位数），THD（总谐波失真），IMD（互调失真） ，FPBW（全功率带宽） ，SSBW（小信号带宽）。

 

 15. 什么是互调失真（IMD）？

 互调失真(Intermodulation Distortion)，是指没有出现在输入端，作为两个正弦曲线的频率同时作用于模数转换器的输入，而形成的额外的频谱成分。它被定义为在互调积中的能 量和原始频率中的总能量比值。互调失真（IMD）通常用分贝（dB）来表示。

 

 16. 什么是增益温度系数（满量程温度系数）？

 增益温度系数（满量程温度系数）是指增益误差变化量和温度变化量的比值。通常用每百万分之/ 摄氏度(ppm/°C)表示 。

 

 17. 什么是总谐波失真(THD)？

 总谐波失真(THD)，用dB或dBc表示，是指总的谐波电平（ 美国国家半导体模数转换器是9个谐波段 ）和输入信号的倍频出现在输出的电平。 总谐波失真(THD)计算方法如下： THD=sqrt[ ( f2xf2 + f3xf3 + f4xf4 + f5xf5 + f6xf6 + f7xf7 + f8xf8 + f9xf9 + f10xf10) / (f1xf1) ] f1是输入信号的基频，f2 到f10这9个谐波频率是基频的倍频。

 

 18. 什么是零刻度偏移误差？

 单极输出模数转换器的零刻度偏移误差是指理想的输入电压(1/2 LSB) 和实际输入电压之间的差，引起输出代码由0到输出代码1的转换。

 

 19. 什么是全功率带宽(FPBW)？

 全功率带宽(FPBW)是指满量程输入在重构的输出基频下降到3分贝时低于其低频值的频率。

 

 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权值。这个值是m*VREF/2 n，其中：“ m ”为主，是基准量程因子（这是最常见的单位），其中“n”是模数转换器的分辨率。