ADC和DAC常用的56个技术术语
采集时间
混叠
根据采样定理,超过奈奎斯特频率的输入信号频率为“混叠”频率。也就是说,这些频率被“折叠”或复制到奈奎斯特频率附近的其它频谱位置。为防止混叠,必须对所有有害信号进行足够的衰减,使得ADC不对其进行数字化。欠采样时,混叠可作为一种有利条件。
孔径延迟
孔径抖动
孔径抖动 (tAJ) 是指采样与采样之间孔径延迟的变化,如图所示。典型的ADC孔径抖动值远远小于孔径延迟值。
二进制编码(单极性)
双极性输入
术语“双极性”表示信号在某个基准电平上、下摆动。单端系统中,输入通常以模拟地为基准,所以双极性信号为在地电平上、下摆动的信号。差分系统中,信号不以地为基准,而是正输入以负输入为参考,双极性信号则指正输入信号能够高于和低于负输入信号。
共模抑制(CMRR)
串扰(Crosstalk)
串扰表示每路模拟输入与其它模拟输入的隔离程度。对于具有多路输入通道的ADC,串扰指从一路模拟输入信号耦合到另一路模拟输入的信号总量,该值通常以分贝(dB)为单位表示;对于具有多路输出通道的DAC,串扰是指一路DAC输出更新时在另一路DAC输出端产生的噪声总量。
微分非线性(DNL)误差
数字馈通
数字馈通是指DAC数字控制信号变化时,在DAC输出端产生的噪声。在下图中,DAC输出端的馈通是串行时钟信号噪声的结果。
动态范围
有效位数(ENOB)
加载-感应输出
全功率带宽(FPBW)
ADC工作时施加的模拟输入信号等于或接近转换器的规定满幅电压。然后将输入频率提高到某个频率,使数字转换结果的幅值降低3dB。该输入频率即为全功率带宽。
满幅(FS)误差
FS增益误差(DAC)
增益误差
增益误差漂移
增益一致性
尖峰脉冲
尖峰脉冲指MSB跳变时在DAC输出端产生的电压瞬态振荡,通常表示为nV?s,等于电压-时间曲线下方的面积。
谐波
周期信号的谐波为信号基频整数倍的正弦分量。
积分非线性(INL)误差
互调失真(IMD)
IMD是指由于电路或器件的非线性产生的原始信号中并不存在的新频率分量的现象。IMD包括谐波失真和双音失真。测量时,将其作为将所选交调产物(即IM2至IM5)的总功率与两个输入信号(f1和f2)的总功率之比。2阶至5阶交调产物如下:
·2阶交调产物(IM2):f1 + f2、f2 - f1
·3阶交调产物(IM3):2 x f1 - f2、2 x f2 - f1、2 x f1 + f2、2 x f2 + f1
·4阶交调产物(IM4):3 x f1 - f2、3 x f2 - f1、3 x f1 + f2、3 x f2 + f1
·5阶交调产物(IM5):3 x f1 - 2 x f2、3 x f2 - 2 x f1、3 x f1 + 2 x f2、3 x f2 + 2 x f1
最低有效位(LSB)
在二进制数中,LSB为最低加权位。通常,LSB为最右侧的位。对于ADC或DAC,LSB的权重等于转换器的满幅电压范围除以2N,其中N为转换器的分辨率。对于12位ADC,如果满幅电压为2.5V,则1LSB = (2.5V/212) = 610μV
MSB跳变
单调
在序列中,如果对于每个n,Pn + 1总是大于或等于Pn,则说该序列单调增大;类似地,如果对于每个n,Pn + 1总是小于或等于Pn,则说该序列单调减小。对于DAC,如果模拟输出总是随DAC编码输入的增大而增大,则说该DAC是单调的;对于ADC,如果数字输出编码总是随模拟输入的增大而增大,则说该ADC是单调的。如果转换器的DNL误差不大于±1LSB,则能够保证单调。
最高有效位(MSB)
乘法DAC (MDAC)
无丢失编码
奈奎斯特频率
偏移二进制编码
失调误差(双极性)
双极性转换器失调误差的测量与单极性转换器失调误差的测量类似,但在双极性传递函数的中间点测量零幅处的误差(参见失调误差单极性)
失调误差(单极性)
失调误差漂移
过采样
对于ADC,如果采样模拟输入的频率远远高于奈奎斯特频率,则称为过采样。过采样有效降低了噪底,所以提高ADC的动态范围。提高动态范围又进而提高了分辨率。过采样是Σ-Δ ADC的基础。
相位匹配
电源抑制比(PSRR)
电源抑制比(PSRR)指电源电压变化与满幅误差变化之比,以dB表示。
量化误差
对于ADC,量化误差定义为实际模拟输入与表示该值的数字编码之间的差异(参见“量化”)。
比例测量
分辨率
ADC分辨率为用于表示模拟输入信号的位数。为了更准确地复现模拟信号,就必须提高分辨率。使用较高分辨率的ADC也降低量化误差。对于DAC,分辨率与此类似:DAC的分辨率越高,增大编码时在模拟输出端产生的步进越小。
有效值(RMS)
采样率/频率
样率或采样频率以“采样/秒”(sps)表示,指ADC采集(采样)模拟输入的速率。对于每次转换执行一次采样的ADC(如SAR、Flash ADC或流水线型ADC),采样速率也指吞吐率。对于Σ-Δ ADC,采样率一般远远高于数据输出频率。
建立时间
信纳比(SINAD)
信噪比(SNR)
信噪比(SNR)是给定时间点有用信号幅度与噪声幅度之比,该值越大越好。对于由数字采样完美重构的波形,理论上的最大SNR为满幅模拟输入(RMS值)与RMS量化误差(剩余误差)之比。理想情况下,理论上的最小ADC噪声仅包含量化误差,并直接由ADC的分辨率(N位)确定:
(除量化噪声外,实际ADC也产生热噪声、基准噪声、时钟抖动等。)
带符号二进制编码
带符号二进制编码方法中,MSB表示二进制数的符号(正或负)。所以,-2的8位表示法为10000010,+2的表示法为00000010。
摆率
摆率是DAC输出变化的最大速率,或者不会造成ADC数字输出错误的输入变化的最大速率。对于带有输出放大器的DAC,规定摆率通常是放大器的摆率。
小信号带宽(SSBW)
无杂散动态范围(SFDR)
无杂散动态范围(SFDR)是基波(信号成分最大值)RMS幅值与第二大杂散成份(不包含直流失调)的RMS值之比。SFDR以相对于载波的分贝(dBc)表示。
总谐波失真(THD)
THD测量信号的失真成分,用相对于基波的分贝(dB)表示。对于ADC,总谐波失真(THD)是所选输入信号谐波的RMS之和与基波之比。测量时,只有在奈奎斯特限值之内的谐波被包含在内。
跟踪-保持
转换噪声
转换噪声指引起ADC输出在相邻输出编码之间切换的输入电压变化范围。当增大模拟输入电压时,由于相关瞬态噪声的原因,触发每个编码发生跳变(编码边缘)的电压是不确定的。
二进制补码编码
欠采样
欠采样技术中,ADC采样率低于模拟输入频率,该条件下将引起混叠。根据奈奎斯特定理,自然知道欠采样将丢失信号信息。然而,如果对输入信号进行正确滤波,以及正确选择模拟输入和采样频率,则可将包含信号信息的混叠成分从较高频率搬移至较低频率,然后进行转换。该方法有效地将ADC用作下变频器,将较高带宽信号搬移到ADC的有效带宽。要想该技术取得成功,ADC跟踪-保持电路的带宽必须能够处理预期的最高频率信号。
单极性
零幅误差
参见失调误差(单极性)。
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