本文章是關於ADC/DAC設計經典問答，涵蓋時鐘佔空比、共模電壓、增益誤差、微分相位誤差、互調失真等常見問題。
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201703/345872.htm1、 什麼是小信號帶寬(SSBW)?
小信號帶寬(Small Signal Bandwidth (SSBW))是指在指定的幅值輸入信號及特定的頻率下，它的輸出幅值比低頻時的輸出幅值下降指定值時，該特定頻率為小信號帶寬。
2、 什麼是共模電壓(VCM)?
共模電壓(Common Mode Voltage (VCM ))是差動輸入的兩個引腳上相同的直流輸入電壓。
3、 什麼是MSB(最高有效位)?
MSB(最高有效位(Most Significant Bit))，是具有最大的值或權重的位。它的值是滿量程的一半。
4、 什麼是採樣(孔徑)延時?
採樣(孔徑)延時(Sampling (Aperture) Delay)是時鐘輸入的後邊緣到採樣開關打開所需的時間。採樣/保持電路有效地停止輸入信號捕獲，並進入「保持」模式，確定時鐘延時後的採樣。
5、什麼是滿量程(FS)輸入範圍?
滿量程輸入範圍(Full Scale Input Range)，是指模數轉換器上數位化的輸入電壓的輸入範圍，既不低於這個範圍也不超過這個範圍。比如 V REF + = 3.5V 和 VREF - = 1.5V， FS = (VREF + )-(VREF - ) =2.0V。
6、什麼是時鐘佔空比?
時鐘佔空比(Clock Duty Cycle)是時鐘波形高電平時間和一個時鐘周期總時間的比值。
7、什麼是位的有效數(ENOB ，或有效位)?
位的有效數(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的另一種表達方法。 ENOB定義為(SINAD -1.76)/ 6.02，這個位數(ENOB)表示轉換器是與理想的模數轉換器等效。
8、 什麼是增益誤差?
增益誤差是在第一個代碼和最後一個代碼發生轉換時，實際輸人電壓與理想輸人電壓之差。即，這個差值是：滿量程 - 2 LSB。
9、 許多模數轉換器在數據手冊中提供的應用，在Va， Vd 和Vref引腳上出現了三個電容。這三個電容器都是必須的嗎?
根據特定器件和電路板的布局，一個或兩個電容可能就足夠了。較大的電容，通常是5到10的，提供了低阻抗大容量存儲，在轉換期間保證了電壓的穩定性。較小值的電容器吸收較高頻率的噪音尖峰。如果印製電路板具有非常好的布局用於低噪聲工作，而且不包含一個微控制器或其他的嘈雜的數字邏輯，可能需要更少的電容器。但是為使ADC工作電平精度獲得保證，一般情況下最好是遵循數據手冊的推薦。
10、什麼是零誤差?
ADC雙級輸出的零誤差是理論的輸入電壓(典型的是中心值加1/2LSB)和實際輸入電壓之間的差異，這個實際輸入電壓引起了輸出從0到1的轉換。
11、什麼是輸出保持時間?
輸出保持時間是指在輸入時鐘邊緣後輸出有效數據的時間長度。
12、什麼是解析度?
解析度是模擬增量，相當於1 LSB轉換器代碼的變化。解析度也被定義為轉換器位數(n)的個數。數字代碼的個數等於2^n，其中「n」是位的個數。舉一個例子，一個12位轉換器模擬信號和2 ^ 12 = 4096數字編碼的映射關係。12位模數轉換器的解析度，是輸入電壓的滿量程除以2^12，或4096，不會引起輸出代碼超出範圍。
13、什麼是微分相位誤差?
微分相位誤差(DifferenTIal Phase Error)是指，小信號正弦波在兩個不同的直流(DC)輸入電平重構下，輸出相位的差。
14、什麼是模/數轉換器的動態指標?
模/數轉換器的動態指標(DynamicSpecificaTIons)涉及到那些交流(AC)輸入信號。這些包括信/噪比(SNR)，SINAD(信號噪聲+失真)，ENOB(有效位數)，THD(總諧波失真)，IMD(互調失真)，FPBW(全功率帶寬)，SSBW(小信號帶寬)。
15、什麼是互調失真(IMD)?
互調失真(Intermodulation Distortion)，是指沒有出現在輸入端，作為兩個正弦曲線的頻率同時作用於模數轉換器的輸入，而形成的額外的頻譜成分。它被定義為在互調積中的能量和原始頻率中的總能量比值。互調失真(IMD)通常用分貝(dB)來表示。
16、什麼是增益溫度係數(滿量程溫度係數)?
增益溫度係數(滿量程溫度係數)是指增益誤差變化量和溫度變化量的比值。通常用每百萬分之/ 攝氏度(ppm/°C)表示。
17、什麼是總諧波失真(THD)?
總諧波失真(THD)，用dB或dBc表示，是指總的諧波電平(美國國家半導體模數轉換器是9個諧波段)和輸入信號的倍頻出現在輸出的電平。總諧波失真(THD)計算方法如下： THD=「sqrt」[ ( f2xf2 + f3xf3 +f4xf4 + f5xf5 + f6xf6 + f7xf7 + f8xf8 + f9xf9 + f10xf10) / (f1xf1) ] f1是輸入信號的基頻，f2 到f10這9個諧波頻率是基頻的倍頻。
18、什麼是零刻度偏移誤差?
單極輸出模數轉換器的零刻度偏移誤差是指理想的輸入電壓(1/2 LSB) 和實際輸入電壓之間的差，引起輸出代碼由0到輸出代碼1的轉換。
19、 什麼是全功率帶寬(FPBW)?
全功率帶寬(FPBW)是指滿量程輸入在重構的輸出基頻下降到3分貝時低於其低頻值的頻率。
20、什麼LSB(最低有效位)?
LSB(最低有效位)，是指所有位中最小的值或權值。這個值是m*VREF/2 n，其中：「 m 」為主，是基準量程因子(這是最常見的單位)，其中「n」是模數轉換器的解析度。
21、怎樣才能消除模數轉換器時鐘線和控制線上的超調量和/或欠調量?
超調量和/或欠調量，是由高速信號邊緣和不匹配信號終端混合引起的。增加一個47至100Ω電阻串聯到輸入，電阻要儘可能的靠近時鐘源。目的是為了和時鐘線上的信號阻抗匹配，輸電線路也應該這樣考慮。串聯的終端用一個小的附加電源，為減少擺動效應通常是足夠了。
22、什麼是輸出延時?
輸出延時是指輸入時鐘的後邊緣到數據更新出現在輸出引腳的延遲時間。
23、 什麼是孔徑抖動?
孔徑抖動是指採樣值間孔徑延時的變化。孔徑抖動作為輸入噪聲出現。
24、 什麼是信號噪聲及失真比(S/(N+D) 或 SINAD) ?
信號噪聲及失真比(S/(N+D) 或 SINAD)，用分貝表示(dB)，出現在輸出的輸入信號的有效值和所有其他光譜成分的有效值的比值，頻譜成分包括低於時鐘頻率一半頻譜的諧波，但不包括直流。
25、 什麼是滿量程階躍響應?
滿量程階躍響應，定義為VIN從VREF-變化到VREF+，或從VREF+變化到 VREF-，為轉換器設定足夠的恢復，並滿足其額定精度的轉換所需的時間。
26、什麼是通道延時(潛伏期)?
通道延時(潛伏期)，是指轉換啟動到轉換的數據出現在輸出驅動級時之間的時鐘周期的數量。數據對於任何給定的採樣是可利用通道延時加上輸出延遲後進行採樣。每隔一個時鐘周期，可得到新的數據，但數據落後於通道延時加上輸出延時。
27、 什麼是模擬 /數字轉換器的靜態指標?
靜態指標是關於模數轉換器的直流(DC )信號輸入的指標。這些包括增益誤差，偏移誤差，以及微分與積分線性誤差。
28、什麼是總不可調整誤差(TUE)?
總不可調整誤差(Total Unadjusted Error(TUE))，是指理想的情況下數字代碼的中心和輸入電壓範圍相關的電壓的最大偏差。總未調整誤差包括偏移誤差，增益誤差，以及微分與積分非線性誤差。
29、什麼是滿量程誤差?
滿量程誤差，是最後代碼的轉換離理想的1個 1/2 LSB 以下VREF +到多大範圍的測量，並定義為：VFSE =Vmax + 1.5 LSB- VREF + ，其中Vmax是轉換為最大代碼時的電壓，可以用伏特表示，最低有效位或滿量程範圍的百分數。
30、什麼是轉換時間?
轉換時間是指模數轉換器完全一個轉換所需的時間。轉換時間不包括採樣時間，多路復用器設置時間，或完成一個轉換周期的其他部分，轉換時間可能少於吞吐量時間。
31、什麼是電源抑制比(PSRR) ?
電源抑制比(Power Supply Rejection Ratio)，可分為兩種規格。直流電源抑制比(DC PSRR )是特定參數的變化量(例如，滿量程誤差)和一個電源電壓指定變化量的比值。交流電源抑制比(AC PSRR)是衡量一個電源上疊加的特定頻率和振幅的信號，這個信號在輸出上的輸出振幅，和它在電源引腳上的振幅的比值。電源抑制比(PSRR)通常用分貝表示。
32、什麼是遺漏碼?
遺漏碼，是那些輸出碼被忽略的，或將永遠不會出現在模數轉換器輸出的。這些碼不能通過任何輸入值。
33、什麼是吞吐量率?
吞吐率是模數轉換器最高的連續轉換率。
34、什麼是信噪比(SNR)?
信噪比(SNR)是一個比率，用分貝(dB)表示，出現在輸出的輸入信號的有效值和所有其他頻譜成分(低於採樣頻率的一半，除諧波分量和直流分量外)總和的有效值的比率。信噪比 (SNR)是信號電平的有效值與各種噪聲(包括量化噪聲、熱噪聲、白噪聲等)有效值之比的分貝數。其中信號是指基波分量的有效值，噪聲指奈奎斯特頻率以下的全部非基波分量的有效值(除諧波分量和直流分量外)。
35、 什麼是吞吐時間?
吞吐時間是指轉換器完成一次轉換所花的時間。吞吐時間包括任何多路復用器的建立時間，採樣時間，轉換時間，輸出顯示時間。
36、什麼是直流共模誤差?
直流共模誤差(DC Common-Mode Error)是用於模數轉換器的差分輸入的一個規格。當兩個輸入上的模擬電壓被改變相同的值時，發生輸出代碼的變化量。它通常用LSBs表示。
37、什麼是偏置誤差?
ADC的偏置誤差定義為使最低位被置成「1」狀態時ADC的輸人電壓，與理論上使最低位被置成「1」狀態時的輸人電壓之差。
38、ADC的輸入和傳感器相連，如何將傳感器輸出信號本身的幹擾排除?
如果傳感器輸出是共模幹擾，需要加儀表運放如AD8221/0等濾除。如果是差模幹擾，加濾波器就可以濾除。
39、印製電路板的電源地是否應作為數字和模擬的共同地?
是的，他們應該是一樣的。但是重要的是，要慎重給所有電源和信號布線以使地電流與電源和信號分開
40、如何對流水線結構ADC進行校準?需要校準哪些參數?
一般來講，ADC的offset和gain error會比較容易校準。只要外接0V和full scale進行採樣，然後得到校準係數。另外，如果需要作溫度補償的話，一般需要加一個溫度傳感器，然後利用查表的方式來補償。