模电—模数转换器（ADC)基础理论
模电—模数转换器（ADC)基础理论
模数转换器（ADC）是电子工程领域的重要组件，它负责将模拟信号转换为数字信号。本文将详细介绍ADC的基本工作原理和关键性能参数，帮助读者全面理解这一技术的核心概念。
模数转换器基础理论
文章目录
模数转换器基础理论
前言
一、模数转换器基本工作原理
二、ADC的性能参数
1.静态性能参数
1.1 最低有效位
1.2 失码
1.3 失调误差
1.4 增益误差
1.5 积分非线性和微分非线性
2.动态性能参数
2.1 信噪比和信噪比失调
2.2 无杂波动态范围
2.3 总谐波失真
2.4 品质因数
前言
本文主要是介绍一下模数转换器的基本工作原理和相关性能参数。数模转换器（DAC）的相关介绍见文章
链接:https://blog.csdn.net/m0_51390088/article/details/139127328?spm=1001.2014.3001.5501，DAC和ADC的实现方法有多种，后续再填坑介绍相关实现方法，聊聊怎么构建一个DAC/ADC。
一、模数转换器基本工作原理
模数转换器（ADC)：顾名思义，就是将模拟信号转换为数字信号。将连续信号进行离散化的过程，即对连续信号进行采样和量化，ADC的基本结构如下图所示。模拟信号经过前置滤波器先滤除信号带宽fB以外的频率分量，以防止频谱混叠导致输入信号无法恢复。在采样过程中，如果采样频率是信号带宽fB的两倍则被称为奈奎斯特ADC，如果大于信号带宽的两倍则称为过采样ADC。
二、ADC的性能参数
1.静态性能参数
1.1 最低有效位
AD能分辨的最小模拟输入大小被称为 最低有效位，对于输入范围是VFS的N位ADC而言，其LSB可表示为：
1.2 失码
失码表示ADC在扫描所有模拟输入电压时候某些数字编码丢失的情况。
1.3 失调误差
失调误差又称偏移误差或者零点误差，即模拟输入为0时，数字输出和0之间的差值，如下图所示
1.4 增益误差
ADC传输特性曲线拟合直线的斜率与理想值之间的差值，如下图所示。
1.5 积分非线性和微分非线性
积分非线性（INL）：实际转换曲线偏离理想转换曲线的程度，单位LSB；
微分非线性(DNL):ADC实际量化台阶和理想量化台阶之间的差值。其在图表的定义如下：
2.动态性能参数
2.1 信噪比和信噪比失调
信噪比（简称SNR）是指信号功率和噪声功率的比值，公式表示如下：
信噪失调比：是指信号功率与噪声功率及其谐波功率的比值，公式如下：
2.2 无杂波动态范围
SFDR是指基频的均方根与第一奈奎斯特区间内最大杂散频谱分量的均方根之比。
2.3 总谐波失真
总谐波失真（THD)是指在特定频率范围内总谐波功率与基波功率的比值，公式如下：
2.4 品质因数
品质因数是衡量ADC的综合性能参数，其主要的描述公式如下，前者侧重于描述转换器功耗性能的参数，数值越小越好；后者侧重于于描述转换器动态性能的参数，数值越大越好。