ADC有效数字存储位是多少位_CMS教程

ADC有效数字存储位情况复杂：

ADC位数的确定

ADC位数是根据传输方式和噪声来计算的。如，64QAM/7/8码率在视频解码正常的最低信噪比为28dB（某种衰落信道下）；OFDM在轻微削波时的峰均比假设为11dB，所以ADC的最大信噪比至少要40dB，考虑信号波动给AGC留出3dB的余量，那么ADC至少要42/6=7位。剩下的就应该是考虑到噪声等因素留的余量了。

ADC每增加一位，信噪比提高6dB，前提是输入ADC的波形没有噪声。模拟信号的信噪比是一定的，ADC之后的信号的最高信噪比也就定了。

我觉得得分情况。有两点：首先RF指标不可能无限高的；其次，RF指标越高成本越高。对低成本系统，是链路预算决定射频指标，如wlan；对高成本系统，可能是RF指标决定链路预算，如星际通信。

选AD，看接收信号的动态范围要求和解调性能的要求。非线性指标，取决于接收信号的特性以及干扰的特性。

ADC有效位数的理解

假设一个12位非理想的ADC，其ENOB为10bit，这并不表示把ADC的后两位删掉就可以当做一个理想的10bitADC来使用，如果去掉后两位把该ADC作为一个10bit的ADC来测试，你会发现它的ENOB不到10bit。

ENOB的计算方法是使用ADC测量出的SNDR根据公式SNDR=602ENOB+176换算而来的，从这个公式我们可以明白这里ENOB的意思是12bit非理想ADC的SNDR与理想的10bitADC的SNR相等。

对于一个非理想的ADC，其输出不仅有量化噪声，还有失真引起的高次谐波，所以会在SNDR的计算中抵消一部分精度。

ADC/模数转换器简介

模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准，比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。

分类及特点

模数转换器的种类很多，按工作原理的不同，可分成间接ADC和直接ADC。间接ADC是先将输入模拟电压转换成时间或频率，然后再把这些中间量转换成数字量，常用的有双积分型ADC。直接ADC则直接转换成数字量，常用的有并联比较型ADC和逐次逼近型ADC。

并联比较型ADC：采用各量级同时并行比较，各位输出码也是同时并行产生，所以转换速度快。并联比较型ADC的缺点是成本高、功耗大。

逐次逼近型ADC：它产生一系列比较电压VR，但它是逐个产生比较电压，逐次与输入电压分别比较，以逐渐逼近的方式进行模数转换的。它比并联比较型ADC的转换速度慢，比双分积型ADC要快得多，属于中速ADC器件。

双积分型ADC：它先对输入采样电压和基准电压进行两次积分，获得与采样电压平均值成正比的时间间隔，同时用计数器对标准时钟脉冲计数。它的优点是抗干扰能力强，稳定性好;主要缺点是转换速度低。

ADC工作原理

输入端输入的模拟电压，经采样、保持、量化和编码四个过程的处理，转换成对应的二进制数码输出。采样就是利用模拟开关将连续变化的模拟量变成离散的数字量，如上图中波形③所示。由于经采样后形成的数字量宽度较窄，经过保持电路可将窄脉冲展宽，形成梯形波，如波形④所示。量化就是将阶梯形模拟信号中各个电压值转化为某个最小单位的整数倍，便于用数字量来表示。编码就是将量化的结果（即整数倍值）用二进制数码来表示。。这个过程就实现了模/数转换。目前集成模／数转换器种类较多，有8位、10位模／数转换器。

大致意思如下（芯片型号不一定正确，如有巧合纯属偶然）：

16个模拟信号输入（接口） -> ADG408（2片）8选1模拟通道开关 -> LF398（2片）采样保持芯片（分别连接1个模拟通道开关后面） -> 双通道ADC（12位，0~4095编码）。

12位是ADC芯片的指标，对输入信号采用12位二进制数编码。

16通道是此设备能测量16个输入的模拟信号。

28是说有2个多路选择器，每个选择器都是8选1的（8入1出）。

有2个多路选择器，所以有两个采样保持器了，分别对应一个。

这样的电路能实现同步测量2个通道。假如输入1~16个模拟信号，1~8接入一个多路选择器，9~16接入另一个。然后软件控制一个是从1~8选一个，从9~16选一个，采样保持之后，ADC再采这两个数。

分别是数模转换，和模数转换

将模拟信号转换成数字信号的电路，称为模数转换器（简称a/d转换器或adc,analog to digital converter）

模数转换器是连接模拟和数字世界的一个重要接口。A/D转换器将现实世界的模拟信号变换成数字位流以进行处理、传输及其他 *** 作。

A/D转换器的选择是至关重要的。所选择的A/D转换器应能确保模拟信号在数字位流中被准确地表示，并提供一个具有任何必需的数字信号处理功能的平滑接口，这一点很重要。

目前的高速A/D转换器已被应用于各种仪表、成像以及通信领域中。对用户而言，所有这些应用都有着相似的要求，即以较低的价格实现更高的性能。

在选择高速A/D转换器时，设计师必须考虑下面几个因素：

● 终端系统的要求

● 成本

● 分辨率或精度

● 速度

● 性能

对终端系统要求的清晰了解将简化A/D转换器的选择过程。在某些场合，它可以把所需考虑的选择参数限制为屈指可数的几个。例如，很多超声波应用采用的是每个通道需要一个A/D的数字光束成形系统。对于一个具有多达256个通道的系统而言，具有多通道和低功耗的A/D转换器是一个合适的选择。

对于8进制A/D转换器来说，超声波应用是主要的终端应用。位于A/D之后的DSP或ASIC所使用的电源电压也是必需加以考虑的。越来越多的高速A/D将采用3V、25V和18V的工作电源。价格是始终需要考虑的因素。如今的转换器设计师正在制作性价比更为优越的A/D。

速度与分辨率的关系

目前的高速A/D最初是按速度和分辨率进行分类的。转换器的速度是指A/D能够进行转换的取样速率或每秒的取样数量。对于高速A/D来说，速度以百万取样每秒(Msps)为计量单位。

分辨率是指转换器能够复制的位数精度：分辨率越高，则结果越精确。分辨率以位来计量。目前市场上的高速A/D的分辨率为8～16位，速度为2～4Gsps。速度和分辨率始终是一对矛盾。分辨率的增加通常会导致可实现速度的降低。

如今的A/D设计师拥有更快的处理方法和更多的架构以便从中选择有助于解决速度和分辨率这一对矛盾的转换器：目前已有16位 20 Msps、10位 300 Msps和8位 1Gsps的A/D。高速A/D的常用架构有闪存型（flash）、半闪存型（semi-flash）、SAR型和流水线型四种。

SAR型 A/D通常具有10～16位的分辨率。SAR的架构基于一个比较器。若要获得n位的分辨率，逐次逼近转换器就必须执行n次比较器 *** 作，并把每一次的结果都存储在寄存器中。一个12位转换器需要12个时钟周期来完成一次转换。这种转换器的优点是硅片尺寸小、功耗低且精度高。缺点是取样速度慢，输入带宽低。

闪存型A/D的分辨率被限制为8位。闪存型A/D的架构基于比较器组，总共有2n-1个比较器。一个8位A/D需要256个比较器。闪存型A/D可并行执行多个转换，因此能达到非常高的速度。闪存型A/D的优点是高输入带宽和非常高的速度（达到1～4Gsps）。缺点是功耗大、输入电容大且分辨率低。

流水线型A/D可提供12～16位分辨率。流水线型A/D由无数个连续的级组成，每一级都包括一个跟踪/保持（T/H）电路、一个低分辨率A/D和D/A以及一个包含用于提供增益的级间放大器的加法电路。流水线型A/D的优点在于功耗低，取样速率能达到100～300Msps。缺点是这种A/D要求50%的占空因数以及最小的时钟频率。

一旦确定了合适的速度/分辨率组合，设计师仍然能够从市场上的几百种A/D中选出最合适的一个。对终端应用更为深入的了解将揭示对附加性能的要求。用于评定A/D的最常用性能参数如下：

● 信噪比（SNR）

● 信号与噪声加失真之和之比（SINAD）

● 无寄生动态范围（SFDR）

● 差分线性误差（DNL或DLE）

● 积分线性误差（INL或ILE）

● 有效位数（ENOB）

● 增益误差

● 功耗

成像应用

医学成像应用通常要求取样速率高于40Msps的10～12位A/D。高端应用可能要求更高的分辨率：14～16位。A/D的性能对于图像质量是至关重要的。对于DBF超声波应用而言，其目标是以最小的功耗和最低的成本提供最佳的图像质量。

ENOB是用于评价图像质量的一个关键参数。对于一个10位转换器而言，ENOB越接近10，图像的再现质量越好。关注的频率通常在10～20MHz之间。观察A/D的ENOB与频率的关系曲线（见图1），理想的情况是曲线在所关注的带宽内保持平坦。

如果未提供曲线，则可根据SINAD与频率的关系曲线以及下面的公式推导出ENOB与频率的关系：602n + 176 = SINAD，这里，n代表ENOB。例如：图1中的曲线示出了一个10位A/D（SPT7883）的SINAD性能。在10和20MHz条件下计算出的SINAD值分别为60dB和59dB。解出方程中的n值，即可得出10MHz和20MHz时的ENOB分别为967和95。

仪表应用

数据采集应用需要取样速率高于20Msps的14～16位A/D。一般而言，仪表应用采用了品种更加繁多的数据转换器。转换器的选择对终端应用的依存程度很高。

例如，取样示波器对电压输入进行取样并绘出一幅输出波形。在这种情况下，8～10位的分辨率便足够了，但是需要更高的速度（＞20Msps），以便能以更快的速度进行取样。为精确地显示电压，精度、偏移增益和线性度也是关键因素。

通信应用

通信应用需要取样速率高于80Msps的12～14位A/D。A/D对复杂的波形进行数字化，这样，利用一个DSP或ADIC就能执行解调 *** 作。通常采用两个A/D对正交信号进行取样，以抽取用于处理的I和Q信号分量。

在基带取样应用中，转换器的动态性能并不重要，这是因为被抽样的是低频和带限信号。由于信号分量是直流，因此诸如增益和偏移等技术参数是重要的。例如，如果基带转换器具有较大的直流偏差，这将表现为直接叠加在有用信号上的未调制载波。如果信号足够大，它将完全阻断所需的载波。

A/D的INL和DNL性能也会限制接收机的性能。通常情况下，DNL被认为是产生A/D量化噪声的根源之一。但是，在很小的信号电平（位于或接近接收机的基准信号灵敏度）下，DNL误差会在A/D中导致视在增益误差，从而引发高达6dB的误差。基带A/D可以是低成本、低功耗和低取样速率的器件。

在IF取样应用中，所有的RF信号都被转换成较低的频率以便于检波。大多数2G、25G和3G应用的IF频率均介于150～250MHz之间。A/D必须具有较快的时钟速率和非常宽的输入带宽。

SNR和SFDR也是至关重要的规格。WCDMA应用采用一个多载波平台以同时对几百个信号进行数字化。重要的是转换器不能产生干扰有用信号的寄生信号。这些寄生信号可能表现为谐波或交调分量，它们将导致接收机性能的劣化。