ADC和DAC设计的经典问答

简介：
本书通过一系列经典问答的形式，深入浅出地讲解了模拟数字转换器(ADC)和数模转换器(DAC)的设计原理与实践技巧，适合电子工程领域的工程师和技术人员阅读参考。 ADC（Analog-to-Digital Converter，模数转换器）和DAC（Digital-to-Analog Converter，数模转换器）是电子工程中的关键组件，在数字系统与模拟世界之间架起桥梁。下面对涉及的几种经典问题进行详细解释： 1. **小信号带宽**：在ADC中，当输入信号幅度固定且频率增加到一定程度时，输出幅度下降至某一阈值，该特定频率即为小信号带宽。它表征了ADC能正确处理信号的频率范围。 2. **共模电压（VCM）**：对于差分输入的ADC而言，VCM是指两个输入端口上的相同直流电压。保持在允许范围内可以避免影响转换性能。 3. **最高有效位（MSB）**：数字系统中，MSB是数值最大、权重最高的位，在ADC中通常代表满量程的一半，并对整个数字输出有决定性影响。 4. **采样延时**：这是指从时钟信号后沿到开始采样的时间间隔。这个延迟决定了输入信号被准确捕捉的时刻，对于系统的实时性能至关重要。 5. **满量程（FS）输入范围**：ADC能够正确转换的输入电压范围称为满量程输入范围，通常由参考电压VREF+和VREF-决定。 6. **时钟占空比**：这是指时钟脉冲高电平时间与完整周期的比例。它影响了ADC的采样速率及转换精度。 7. **有效位数（ENOB）**：ENOB衡量的是ADC实际分辨率，基于SINAD计算得出，反映其接近理想性能的程度。 8. **增益误差**：在ADC中，增益误差是输入电压与理想值之间的差异。主要发生在满量程边界处，并导致转换结果的偏差。 9. **电容配置**：根据具体器件和电路布局的不同，在数据手册建议下使用的电容器用于稳定电压、滤除高频噪声等目的。 10. **零误差**：对于双极输出ADC而言，理论上的转换点（通常为中心电压加12 LSB）与实际引起0到1转换的输入电压之间的差异即为零误差值。 11. **超调量和欠调量消除**：通过添加匹配电阻及优化信号传输路径等方法可以减少由高速时钟边沿以及信号不一致造成的超调或欠调现象。 12. **输出延时**：从输入时钟的后沿到数据更新出现在输出端口的时间差即为输出延时值。 13. **孔径抖动**：采样时间点随机微小变化所导致的现象称为孔径抖动，可能影响转换精度。 14. **S(N+D) 或 SINAD**：信号噪声及失真比衡量了输出信号中有效信号与背景噪声和失真的相对强度。通常以分贝表示。 15. **满量程阶跃响应**：描述ADC在输入电压从最小到最大变化时达到规定精度所需恢复时间的指标称为满量程阶跃响应。 16. **通道延时（潜伏期）**：转换启动后数据出现在输出缓冲器的时间间隔用以衡量通道延时，决定了数据可用的具体时刻。 17. **静态指标**：涉及直流输入信号如增益误差、偏移误差和线性度等参数统称为ADC的静态指标。 18. **总不可调整误差（TUE）**：未校准状态下最大可能误差包括偏置、增益及非线性度误差在内的综合值即为TUE。 19. **满量程误差**：最后一个代码转换时与理想值之间的偏差被称为满量程误差，反映了ADC在达到满量程输入时的精度水平。 理解并掌握这些知识点对于设计高效且准确的ADC和DAC系统至关重要。优化相关参数有助于提高整个系统的性能及可靠性。