【E课堂】ADC和DAC常用的56个技术术语

　　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

　　相位匹配表示施加至多通道ADC所有通道的完全相同信号的相位匹配程度。相位匹配指所有通道中的最大相位偏移，通常用度表示。

　　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

　　施加至ADC电压基准输入的电压不是恒定电压，而是与施加至变送器(即负载单元或电桥)的信号成比例。这种类型的测量称为比例测量，它消除了基准电压变化引起的所有误差。下图中使用电阻桥的方法就是比例测量的一个例子。

　　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)

　　交流波形的RMS值为有效直流值或该信号的等效直流信号。计算交流波形的RMS值时，先对交流波形进行平方以及时间平均，然后取其平方根。对于正弦波，RMS值为峰值的 2/2 (或0.707)倍，也就是峰-峰值的0.354倍。

　　采样率/频率

　　采样率或采样频率以“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

　　对于DAC，建立时间是从更新(改变)其输出值的命令到输出达到最终值(在规定百分比之内)之间的时间间隔。建立时间受输出放大器的摆率和放大器振铃及信号过冲总量的影响。对于ADC，采样电容电压稳定至1 LSB所需的时间小于转换器的捕获时间至关重要。

　　信纳比(SINAD)

　　SINAD是正弦波(ADC的输入，或DAC恢复的输出)的RMS值与转换器噪声加失真(无正弦波)的RMS值之比。RMS噪声加失真包括奈奎斯特频率以下除基波和直流失调以外的所有频谱成分。SINAD通常表示为dB。

　　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)

　　为测量小信号带宽，向ADC施加一个幅值足够小的模拟输入信号，其摆率不会限制ADC的性能。然后，扫描输入频率，直到数字转换结果的幅值降低3dB。小信号带宽往往受限于相关采样-保持放大器的性能。

　　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

　　跟踪-保持往往也被称为“采样-保持”，指ADC的输入采样电路。跟踪-保持输入的最基本表示形式是模拟开关和电容(见图)。开关闭合时，电路处于“跟踪”模式;开关开路时，采样电容保持输入的最后瞬态值，电路处于“保持”模式。

　　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

　　二进制补码编码方法用于正数和负数编码，简化加法和减法计算。该编码方法中，-2的8位表示法为11111110，+2的表示法为00000010。

　　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

　　对于单端模拟输入ADC，单极性信号输入范围为零幅(通常为地)至满幅(通常为基准电压);对于差分输入ADC，信号输入范围为零幅至满幅，以正输入相当于负输入测量输入范围。

　　零幅误差

　　参见失调误差(单极性)。