基于SAR轉(zhuǎn)換器防止應(yīng)用前端產(chǎn)生沖突

末端應(yīng)用中的趨勢(shì)表明：OEM們?nèi)栽谧非蟾叩乃俣群头直媛室约案偷氖д?、損耗及更小的尺寸和更低成本。但轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)者并沒有為滿足客戶的這些需求開發(fā)出全新的架構(gòu)，實(shí)際上也很少有設(shè)計(jì)者這么做。相反，現(xiàn)有架構(gòu)的發(fā)展已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了其發(fā)明者的想象，繼續(xù)在 IC 業(yè)的一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈的領(lǐng)域中快速發(fā)展。

趨勢(shì)

這種發(fā)展一直是很迅速的。例如，在 EDN雜志的最近一次高速ADC調(diào)查中，正在出售的最快速12比特轉(zhuǎn)換器是Analog Devices公司的 AD9433。AD9433 運(yùn)行速度是125MS/s，功率是1.25W，帶寬是 750MHz。而在我們目前的調(diào)查中，至少有 5 家制造商已在提供速度范圍在 125MS/s ~ 1GS/s的器件，分辨率與速度有關(guān)，為8比特~14比特。

前次調(diào)查情況是，最快的轉(zhuǎn)換器多數(shù)是建立在基于 SAR（逐次逼近寄存器）的架構(gòu)或流水線架構(gòu)上的。長(zhǎng)期以來一直是大學(xué)研究課題的高速Δ-Σ結(jié)構(gòu)，正開始填補(bǔ)SAR 在商用市場(chǎng)中留下的空白。

隨著廠商以迅猛的速度“爭(zhēng)當(dāng)?shù)谝弧保?a target="_blank">產(chǎn)品推出的速度似乎正在加快。糟糕的是，在產(chǎn)品發(fā)布后的幾個(gè)季度，廠商提供的只是一些初步的數(shù)據(jù)表。初步的數(shù)據(jù)表并非只有壞處。實(shí)際上，它們幫助 IC 制造商和早期采用產(chǎn)品的客戶更快地開始合作。但是，有些數(shù)據(jù)表有多個(gè)修訂版（有時(shí)多達(dá) 8 個(gè)以上），使人們?cè)讷@得 IC 樣品時(shí)，很難以無差錯(cuò)的方式來做設(shè)計(jì)。

另一方面，與過去幾年相比，制造商們時(shí)常玩的規(guī)格游戲不那么流行了，至少不那么明顯了。多數(shù)數(shù)據(jù)表規(guī)定了最重要參數(shù)的最低和最高性能限度，有些是在 IC 的整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)規(guī)定這些限度。最低 ENOB（有效比特?cái)?shù)）規(guī)格較常見，但仍然不普遍。缺乏規(guī)格時(shí)，你可以從最低 SINAD 直接計(jì)算 ENOB：

轉(zhuǎn)換器的交流特性對(duì)于中等速度的通信是個(gè)挑戰(zhàn)，在射頻時(shí)更是如此（見附文《單值悖論》）。如果你在高速轉(zhuǎn)換器方面的知識(shí)并不豐富，就應(yīng)該在轉(zhuǎn)換器選擇上多花些時(shí)間。速度和分辨率相似的轉(zhuǎn)換器之間有很多微妙的差別，結(jié)果，數(shù)據(jù)表長(zhǎng)度往往接近于

其中L是長(zhǎng)度，f 是時(shí)鐘速率，m 是與廠商有關(guān)的變量。這一類別中，只有很少的器件有來自第二個(gè)來源的直接等價(jià)物。對(duì)于制造商而言，更常見的一個(gè)傾向是提供引腳兼容的“升級(jí)途徑”，使你能夠把某項(xiàng)設(shè)計(jì)遷移到更高的分辨率或時(shí)鐘速率。

隨著基礎(chǔ)技術(shù)和電路技術(shù)的成熟，以及高速轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和競(jìng)爭(zhēng)的加劇，主要制造商提供的規(guī)格變得更嚴(yán)格了。例如，關(guān)于數(shù)據(jù)表的一項(xiàng)簡(jiǎn)要研究表明：靜態(tài)誤差一般很小。最高 DNL（差分非線性）通常小于 1LSB。結(jié)果，制造商保證不丟失代碼的分辨率一般等于銘牌上的分辨率，只有極少數(shù)例外。INL（積分非線性）通常也小于 1LSB，只在很少的器件中超過幾個(gè) LSB。靜態(tài)性能很高，伴隨而來的是交流性能很高，這是因?yàn)殪o態(tài)非線性和失真之間存在關(guān)系。因此，噪聲主導(dǎo)著很多轉(zhuǎn)換器的 ENOB。多數(shù)高速 ADC 的數(shù)據(jù)表顯示的 SNR 和 SINAD（信號(hào)、噪聲和失真）規(guī)格只相差十分之一或十分之幾分貝。這種情況下，如果數(shù)據(jù)表沒有規(guī)定最差情形下的 ENOB 或 SINAD，那么通過結(jié)合 SNR 和單獨(dú)報(bào)告的失真信息，你也許能夠合理地估算 SINAD。不過，如果你估算的分量包括典型值，尤其是當(dāng)你的估算接近應(yīng)用的最低要求時(shí)，就應(yīng)格外小心了。

正如已經(jīng)提到的那樣，IC 制造商們往往希望勝過其他公司一籌，都聲稱自己的轉(zhuǎn)換器是最快的。在特定分辨率，多數(shù)應(yīng)用并不需要市場(chǎng)上最快的轉(zhuǎn)換器，而只需要足夠快的轉(zhuǎn)換器。只要轉(zhuǎn)換器制造商能夠滿足你的設(shè)計(jì)對(duì)速度的需要，那么就直接的用處而言，進(jìn)一步提高速度也許還不如逐漸改善 ENOB、功耗或成本，這些特性在可用器件領(lǐng)域展現(xiàn)了豐富的多樣性。

多數(shù)高速轉(zhuǎn)換器制造商能夠提供廣泛的布局信息和適合于各種應(yīng)用的緩沖放大器的相關(guān)建議。多數(shù)制造商還提供評(píng)估板，從而使你迅速開始設(shè)計(jì)工作，并在設(shè)計(jì)周期的后期作為比較點(diǎn)。盡管有這么高級(jí)別的應(yīng)用支持，但你還是必須仔細(xì)把轉(zhuǎn)換器與附近其它子電路之間的相互影響降到最低限度。

逐次逼近

過去幾個(gè)季度發(fā)布的典型SAR轉(zhuǎn)換器的速度大約是參考文獻(xiàn) 1 中討論的器件的兩倍。使用 ENOB 和最大取樣速率的乘積作為品質(zhì)因數(shù)，表現(xiàn)突出的產(chǎn)品包括 Texas Instruments 公司的 ADS7881、Analog Devices 公司的 AD7621、Linear Technology 公司的 LTC1403a （表 1）。

Analog 公司的 16 比特 AD7621 提供三種工作方式，外加“省電方式”。在所謂的翹曲方式（用于采樣不足的應(yīng)用）中，AD7621 每秒能取樣 2.5M 次，值得提醒的是，連續(xù)轉(zhuǎn)換之間的間隔不應(yīng)超過 1 ms。如果轉(zhuǎn)換不滿足該準(zhǔn)則，比如在突發(fā)轉(zhuǎn)換的開始或加電序列之后，那么你應(yīng)該忽略第一次轉(zhuǎn)換。AD7621 的正常工作方式不要求最低轉(zhuǎn)換速率，運(yùn)行速度是 2MS/s。還有一種低功耗方式，就是 Analog Devices 公司的《星際迷航》迷們所稱的脈沖方式，根據(jù)取樣速率來調(diào)節(jié)功耗，最大速率為 1.25MS/s。根據(jù)最新的初步資料，該公司還沒有發(fā)布“牽引束”選件，因此你必須把 LQFP-48 或可選的 LFCSP-48 封裝焊接到印制電路板，就像你對(duì)其它所有器件所做的那樣。

AD7621 依靠單一 2.5V 供電電壓來工作，具有片上低漂移基準(zhǔn)、基準(zhǔn)緩沖器、溫度傳感器。如果你把該轉(zhuǎn)換器與外部輸入選擇器一起使用，那么轉(zhuǎn)換器就能測(cè)量自身的溫度，這樣你可以利用這些數(shù)據(jù)來提高整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)的校準(zhǔn)精度。

Linear Technology公司的14比特 LTC1403A轉(zhuǎn)換器工作速度是2.8MS/s，功耗僅為 21mW，供電電壓是 3V。實(shí)際上，在最近推出的 SAR 轉(zhuǎn)換器中，LTC1403A 及其姊妹產(chǎn)品12比特 LTC1403，按照 ES/P（ENOB 與取樣速率的乘積除以功耗）品質(zhì)因數(shù)的測(cè)量結(jié)果來看，是單通道器件中能量效率最高的。LTC1403和 LTC1403A 有兩種低功耗空轉(zhuǎn)方式。在小睡方式中，在正常供電情況下，功耗降至不超過 4.5mW 的水平。芯片使內(nèi)部基準(zhǔn)電壓保持偏置，這樣，轉(zhuǎn)換器就能夠在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)醒來。在睡眠方式中，基準(zhǔn)的偏置也關(guān)閉，并且耗電進(jìn)一步降至不超過 45mA 的水平。一旦處于睡眠狀態(tài)，轉(zhuǎn)換器要花 2 ms時(shí)間蘇醒，主要是因?yàn)榛鶞?zhǔn)的轉(zhuǎn)換時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間，假定負(fù)載是推薦的 10mF。

在低于100kHz的頻率時(shí)，LTC1403A 的差分輸入提供的 CMRR（共模抑制比）一般高于 80dB，超過了期望的20dB/ 10倍頻滾降。該器件的 ENOB 幾乎與尼奎斯特點(diǎn)一致，在這一點(diǎn)，隨著失真現(xiàn)象增加，ENOB會(huì)下降。一種三線串行控制接口使 LTC1403 和 LTC1403A 可以置于 MSOP-10 封裝中，使這些器件對(duì)于便攜系統(tǒng)或現(xiàn)場(chǎng)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用而言很有吸引力。

Texas Instruments 公司 （TI） 的 12 比特 ADS7881 的采樣速度高達(dá) 4MS/s。與 LTC1403 一樣，ADS7881 有兩種低功耗待機(jī)方式，把功耗從 110mW 最大值降到小睡方式的不足 10 mW 和睡眠方式的 9μW。蘇醒時(shí)間一般分別是 60 ns和 25 ms。

ADS7881 的采樣/保持放大器提供偽差分輸入，你應(yīng)該用匹配的源阻抗來驅(qū)動(dòng)這種輸入，以便在輸入電壓范圍和工作溫度范圍內(nèi)把偏移、增益和線性誤差降到最小。輸入信號(hào)范圍是 0 ~2.5V。偽差分中的“偽”是指轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)采樣，并把它們送到電容器陣列，該陣列抑制共模分量，不過只是在有限的 ±200mV 電壓范圍內(nèi)。在該范圍內(nèi)，典型 CMRR 在 1MHz 時(shí)等于 60 dB。

ADS7881 有一個(gè)并口，因此采用 TQFP-48 封裝。你可以按照字節(jié)方式來配置該轉(zhuǎn)換器的 12 比特?cái)?shù)據(jù)端口，用于 8 比特處理器。在這種安排中，你的處理器在兩次連續(xù)的字節(jié)讀操作期間讀取 12 比特?cái)?shù)據(jù)。

I/Q 解調(diào)和多相電機(jī)控制等若干應(yīng)用均受益于信號(hào)對(duì)的同步采樣。廉價(jià)的雙通道轉(zhuǎn)換器以一種高效率利用電路板空間和電源的方式滿足了這種需要。Linear Technology 公司的 14 比特 1.5MS/s LTC1407A 雙通道 ADC 提供了在兩個(gè)采樣/保持放大器上進(jìn)行的同時(shí)采樣，這兩個(gè)放大器共享一個(gè) 3MS/s SAR 內(nèi)核（圖 1）。轉(zhuǎn)換器在兩個(gè)采樣/保持放大器之間來回切換，并裝載一對(duì) 14 比特鎖存器。

與 LTC1403A 一樣，LTC1407A 有一個(gè) 12 比特的姊妹產(chǎn)品 LTC1407，并具有用于省電的小睡方式和睡眠方式、一個(gè)三線數(shù)字接口，它采用 MSOP-10 封裝。這種雙通道轉(zhuǎn)換器的差分輸入范圍是 0~2.5V。只要差分分量和共模分量之和不超過標(biāo)稱值 3V 的電源電壓，差分輸入還可以容納共模信號(hào)。

Analog Devices 公司的 AD7266 提供兩個(gè)完整的 12 比特 2MS/s轉(zhuǎn)換器，它們共享一個(gè)公共基準(zhǔn)和控制塊。每個(gè)轉(zhuǎn)換器都有一個(gè)輸入復(fù)用器，你可以把它配置用于3個(gè)差分輸入信號(hào)或6個(gè)單端輸入信號(hào)。你可以選擇從兩個(gè)串行輸出引腳讀取兩個(gè)輸出字，或在一條線路上接連讀取。

AD7266最大功耗是20mW，依靠 5V 電源工作，根據(jù)我們的 ES/P 品質(zhì)因數(shù)，這使它成為了本次調(diào)查中用電效率最高的 SAR 轉(zhuǎn)換器。采用 3V 電源時(shí)，最高轉(zhuǎn)換速率降至 1.5MS/s，但功耗降得更快，最大僅為 8mW。關(guān)機(jī)方式的功耗最大為 5mW。

AD7266 自從推出以來，規(guī)格細(xì)節(jié)一直有些不全，這是因?yàn)樗衲瓴艜?huì)完全生產(chǎn)。雖然 SINAD、THD（總諧波失真）、SFDR（無雜散動(dòng)態(tài)范圍）帶有最大值或最小值規(guī)格，但對(duì)于你也許希望了解的硬指標(biāo)，比如串?dāng)_、抖動(dòng)、帶寬、偏移匹配等等，只給出了典型值。數(shù)據(jù)表還把最大吞吐率等其它指標(biāo)列為 TBD（待定）。AD7266 并不是伴有粗略數(shù)據(jù)表的唯一器件。事實(shí)似乎是，在最大、最積極的供應(yīng)商匆忙把自己最新、最有競(jìng)爭(zhēng)力的器件投放市場(chǎng)時(shí)，沒有為早期采用者留下足夠多的詳細(xì)資料。Analog Devices 并不是唯一犯這種錯(cuò)誤的公司，它的主要對(duì)手Texas Instruments 公司也一直是在提供完備的規(guī)格細(xì)節(jié)之前就在大談其器件。在產(chǎn)品發(fā)布后的最初幾周，這種情況也許可以理解，但等到兩個(gè)季度之后還是沒有動(dòng)靜，人們的好胃口恐怕早就沒了。

當(dāng)然，Analog Devices公司和 TI 公司并不只是在做些沒有意義的事情。在突破 1MS/s（表 2）的 Δ-Σ 轉(zhuǎn)換器（或 Σ-Δ 轉(zhuǎn)換器，這要看你是跟誰說話）領(lǐng)域，他們處于領(lǐng)先地位。在上次調(diào)查期間，這類產(chǎn)品尚不存在。當(dāng)時(shí)，這類器件充其量是大學(xué)論文而已。首批樣品是 TI 公司的 ADS1605 和 ADS1606，以及 Analog Devices 公司的 AD7400 和 AD7401。

ADS1605 和 ADS1625 分別是 16 比特 5MS/s轉(zhuǎn)換器和 18 比特 1.25MS/s轉(zhuǎn)換器。ADS1605 和 ADS1625 的姊妹產(chǎn)品，即 ADS1606 和 ADS1626，把輸出 FIFO 添加到了 I/O 接口。

與這類轉(zhuǎn)換器中的較慢型號(hào)一樣，一個(gè)數(shù)字濾波器放在Δ-Σ調(diào)制器之后，決定著很多頻帶內(nèi)特性，包括 ±0.0025dB 通帶紋波、很寬的線性相位帶寬，以及急劇躍遷進(jìn)入抑止帶等特性。抑止帶衰減至少是 72dB。

數(shù)據(jù)表規(guī)定了最小 SINAD，并且在 100kHz 時(shí)的滿刻度輸入是 -20dB。你如果用它來計(jì)算 ENOB，那么對(duì)于 ADS1605 和 ADS1625，結(jié)果分別是 10 比特和 11.2 比特。筆者通過結(jié)合 SNR 趨勢(shì)線和 THD 趨勢(shì)線得到了表中的估算值，-20dB 滿刻度時(shí)的最小值與典型值之比是額定的。根據(jù)數(shù)據(jù)表的特性曲線，在動(dòng)態(tài)范圍的最后 2dB，SNR 和 THD 都急劇惡化 10dB 以上，這個(gè)奇怪的特性使人們更難評(píng)估這些器件在 20dB 滿刻度點(diǎn)以外其它點(diǎn)的性能。

Analog Devices 公司的 AD7400 和 AD7401 分別是 16 比特 10MS/s自計(jì)時(shí)Σ-Δ轉(zhuǎn)換器和 16 比特 20MS/s外部計(jì)時(shí)Σ-Δ轉(zhuǎn)換器。截止寫稿時(shí)為止，AD740x 轉(zhuǎn)換器在 IC ADC 當(dāng)中很不尋常，獨(dú)特的也許就是它們包含一個(gè)平面絕緣變壓器，使你能夠取消在很多交流電機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集應(yīng)用中都要求的電流隔離。該公司的隔離承受測(cè)試在器件上施加了 4.5kV 電壓，持續(xù) 1s，泄漏電流極限為 5μA，按照 UL1577 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。部分放電測(cè)試允許的最大值為 5pC，電壓為 1.67kV，持續(xù) 1s，按照 EN60747-5-2 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。在 UL、CSA、IEC、VDE、DIN 和 EN 針對(duì)隔離、絕緣和工作電壓的標(biāo)準(zhǔn)方面，這些器件已經(jīng)得到或正在申請(qǐng)批準(zhǔn)。

炙手可熱的流水線轉(zhuǎn)換器

閃速轉(zhuǎn)換器是最快的轉(zhuǎn)換器架構(gòu)，受限于以下事實(shí)：它對(duì)每個(gè)代碼都需要一個(gè)n比特精度的比較器。因此，它的面積和最終成本與2n成比例，其中 n 是比特?cái)?shù)。一種稱為折疊式的電路技術(shù)減少了比較器的數(shù)量，但在超過8比特左右分辨率的轉(zhuǎn)換器中很少見（參考文獻(xiàn) 3）。National Semiconductor 公司的ADC-081000就是一種使用折疊和內(nèi)插架構(gòu)的商品化轉(zhuǎn)換器，它是一種1GS/s 8比特器件，打算用于數(shù)字示波器、測(cè)量?jī)x器和直接射頻下變頻設(shè)備（參考文獻(xiàn) 4）。該公司最近才發(fā)布這種器件，截止發(fā)稿時(shí)，還沒有提供最終性能極限。National Semiconductor 公司預(yù)定很快投入生產(chǎn)并上市該產(chǎn)品，價(jià)格為 100 美元（批量1000 件）。

流水線式轉(zhuǎn)換器是針對(duì)各種超過 8 比特分辨率（表 3）的最快的常見架構(gòu)。不論是從商品角度還是從學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)角度，流水線轉(zhuǎn)換器一直是重大開發(fā)的課題。在超過大約 12 比特后，流水線轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)就使用各種校準(zhǔn)方法來消除初期的非線性。在各公司競(jìng)相制造速度更快、分辨率更大、功耗并不相應(yīng)增加的轉(zhuǎn)換器時(shí)，這種做法尤其常見。

在流水線轉(zhuǎn)換器方面，最值得注意的趨勢(shì)包括提高取樣速率、增加每個(gè)取樣速率節(jié)點(diǎn)的 ENOB、提供更多的多通道器件。多通道轉(zhuǎn)換器尤其適合于成像和通信領(lǐng)域，在成像領(lǐng)域，大型陣列很常見，而在通信領(lǐng)域，I/Q 通道需要匹配良好的信號(hào)鏈。

Texas Instruments 公司率先把多條通道包含進(jìn)產(chǎn)品中，每個(gè)封裝中有 8 條通道，這些產(chǎn)品是 ADS5270、ADS5271 和 ADS5272，它們分別是 40MMS/s、50MMS/s 和 65MS/s的 12 比特轉(zhuǎn)換器。如果說該公司宣布各項(xiàng)最低值時(shí)，典型值為 11.3 比特的 ENOB 沒有引起太大震動(dòng)，那么對(duì)于便攜式超聲波設(shè)備等成像應(yīng)用，這樣的通道密度和低功耗（每封裝不到 1W）應(yīng)該很有吸引力。

每條通道的轉(zhuǎn)換器都連接到一個(gè)串行器和一個(gè) LVDS 驅(qū)動(dòng)器。一個(gè)外部取樣時(shí)鐘同步驅(qū)動(dòng) 8 個(gè)采樣/保持放大器和一個(gè) PLL，該 PLL 生成了輸出比特時(shí)鐘。取樣時(shí)鐘和比特時(shí)鐘在 LVDS 輸出端上都可用。

Analog Devices 公司的多通道流水線式轉(zhuǎn)換器包括 AD9229 12比特轉(zhuǎn)換器和 AD9289 8比特轉(zhuǎn)換器。兩種器件的工作速度都是 65MS/s，都提供 LVDS 數(shù)據(jù)輸出和比特時(shí)鐘輸出。典型 ENOB 分別是 11.4 比特和 7.5 比特。同樣，截止寫稿時(shí)，該公司還沒有提供極限規(guī)格，因此很難評(píng)估這些器件在總體上的性能如何。

Maxim 公司的 MAX1126 和 MAX1127 分別是 4 通道 40MS/s 和 65MS/s流水線式轉(zhuǎn)換器，采用 1.8V 電源工作。與其它多通道轉(zhuǎn)換器類似，MAX1126 和 MAX1127 共享一個(gè)片上基準(zhǔn)、一個(gè)時(shí)鐘緩沖器、一個(gè) PLL、一個(gè)控制結(jié)構(gòu)，使總功耗不超過 2/3W。這些轉(zhuǎn)換器的差分輸入范圍擴(kuò)大到了 1.4V p-p。最小 ENOB 在 19.3MHz 時(shí)為 10.8 比特。

值得關(guān)注的單通道流水線式轉(zhuǎn)換器包括 14 比特轉(zhuǎn)換器 TelASIC TC1410，它的工作速度是 240MS/s，帶寬是 1GHz，并帶有恰當(dāng)?shù)妮斎肫ヅ渚W(wǎng)。Linear Technology 公司的 14 比特 LTC1750 和 Maxim 公司的 15 比特 MAX1427 也值得關(guān)注。這兩種器件的工作速度都是 80MS/s，都提供 11.8 ENOB，不過分辨率不一樣，LTC1750 是 30 MHz，而 MAX1427 是 15 MHz。

還有更多的新器件也是流水線式的。有幾家制造商正計(jì)劃在第三、四季度推出高速轉(zhuǎn)換器，因此你可以讓“爭(zhēng)當(dāng)?shù)谝弧庇螒蚶^續(xù)下去。運(yùn)氣好的話，對(duì)于過去兩個(gè)季度或更早之前發(fā)布的器件，他們還將會(huì)補(bǔ)充當(dāng)時(shí)沒有提供的規(guī)格細(xì)節(jié)。

附文：?jiǎn)沃点Ｕ?/p>

單值規(guī)格對(duì)多參數(shù)現(xiàn)象的有限用途會(huì)隨著模擬域中的某些規(guī)律性而增加，高速轉(zhuǎn)換器也不例外（參考文獻(xiàn) A）。有些 OEM 設(shè)計(jì)商需要規(guī)格有保證、價(jià)格有競(jìng)爭(zhēng)力的部件，而有些熱心支持客戶的轉(zhuǎn)換器制造商所做的參數(shù)測(cè)試已經(jīng)占了 IC 的出廠總成本的很大一部分，對(duì)于這些設(shè)計(jì)商和制造商，這個(gè)問題有些自相矛盾。例如，時(shí)鐘速率、輸入頻率和工作溫度是影響轉(zhuǎn)換器性能的三個(gè)參數(shù)。從這個(gè)角度而言，單值 ENOB（有效比特?cái)?shù)）規(guī)格盡管由于簡(jiǎn)單而具有吸引力，但包含的信息不太可能像你希望的那樣多，除非限定信號(hào)和工作條件的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)有力地指導(dǎo)你的應(yīng)用。

芯片制造商早就在利用特性曲線來補(bǔ)充他們的規(guī)格表，這些曲線通常代表從一次性 α測(cè)試所收集的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)平均值。持續(xù)進(jìn)行的工藝監(jiān)視和成品率優(yōu)化往往會(huì)使關(guān)鍵參數(shù)處于中心位置，并伴隨得到良好控制的分布，因此這些數(shù)據(jù)的有效壽命超過了作為它們基礎(chǔ)的晶圓。另外，一些制造商提供參數(shù)分布柱狀圖，它們幫助描繪典型性能和規(guī)格表最大值及最小值之間的關(guān)系。在針對(duì)多參數(shù)措施進(jìn)行特性曲線的解釋時(shí)，有一個(gè)難題是它們只提供器件性能的二維片段，因此你不得不估計(jì)3個(gè)或更多參數(shù)維數(shù)度中的拐角大小。

對(duì)于高速 ADC，最不直觀的關(guān)系包括噪聲特性、失真特性和寄生特性，它們是時(shí)鐘速率和輸入頻率的函數(shù)。因此，應(yīng)尋找那些試圖用圖形來澄清這些復(fù)雜關(guān)系的制造商，這是值得注意的事情。Texas Instruments 公司在 ADS5500 轉(zhuǎn)換器（14 比特、125MS/s）的數(shù)據(jù)表中就是這么做的（圖 A）。

圖A，TI公司ADS5500的SNR（a）、無寄生動(dòng)態(tài)范圍（b）及二次諧波失真與取樣率和輸入頻率之間的函數(shù)關(guān)系曲線，顯示了轉(zhuǎn)換器性能與信號(hào)傳輸條件之間的復(fù)雜關(guān)系。

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