ADC有哪些实际应用?如何利用噪声扰动提高ADC无杂散动态范围?

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我们知道ADC是模数转换器的简称，在本文中不是游戏中的ADC哦。为了增进大家对ADC的认识，本文将基于两个方面介绍ADC：1.ADC的实际应用、2.如何利用噪声扰动提高ADC无杂散动态范围。如果你对ADC具有兴趣，不妨和小编一起继续往下阅读哦。

一、ADC实际应用

1.音乐录制

模数转换器是2000年代音乐再现技术和基于数字音频工作站的声音记录所不可或缺的。人们通常使用模拟记录在计算机上制作音乐，因此需要模数转换器来创建脉冲码调制(PCM)数据流，该数据流会进入光盘和数字音乐文件。当前用于音乐的模数转换器可以以高达192 kHz的速率采样。在这些问题上存在大量文献，但是商业考虑通常起着重要作用。许多录音棚采用24位/ 96 kHz(或更高)脉冲编码调制(PCM)或直接流数字录音(DSD)格式，然后对信号进行下采样或抽取，以进行光盘数字音频制作(44.1 kHz)，对于常用的广播和电视广播应用，由于人类的奈奎斯特频率和听觉范围，将其降低到48 kHz 。

2.数字信号处理

要求ADC处理，存储或传输几乎任何数字形式的模拟信号。例如，电视调谐卡使用快速视频模数转换器。慢速片上8、10、12或16位模数转换器在微控制器中很常见。数字存储示波器需要非常快速的模数转换器，这对于软件定义的无线电及其新应用也至关重要。

3.科学仪器

数字成像系统通常使用模数转换器将 像素数字化。一些雷达系统通常使用模数转换器将信号强度转换为数字值，以进行后续信号处理。许多其他原位和遥感系统通常使用类似技术。所得数字化数值中的二进制位数反映了分辨率，xxx的离散量化级数(信号处理)。模拟信号和数字信号之间的对应关系取决于量化误差。量化过程必须以足够的速度进行，这可能会限制数字信号的分辨率。科学仪器中的许多传感器都会产生模拟信号。温度、压力、pH、光强度等。所有这些信号都可以放大并馈送到模数转换器，以产生与输入信号成比例的数字。

二、利用噪声扰动提高ADC无杂散动态范围

对于高速ADC,若要最大程度地提高SFDR,存在两个基本限制：第一是前端放大器和采样保持电路产生的失真;第二是ADC编码器部分的实际传递函数的非线性所导致的失真。

提高SFDR的关键是尽可能降低以上两种非线性。

要显着降低ADC前端引起的固有失真，在ADC外部着力是徒劳的。然而，ADC编码器传递函数的微分非线性可以通过适当利用扰动(即外部噪声，与ADC的模拟输入信号相加)来降低。

在一定的条件下，扰动可以改善ADC的SFDR。例如，即使在理想ADC中，量化噪声与输入信号也有某种相关性，这会降低ADC的SFDR,特别是当输入信号恰好为采样频率的约数时。将宽带噪声与输入信号相加往往会使量化噪声随机化，从而降低其影响。然而，在大多数系统中，信号之上有足够的噪声，因此无需额外添加扰动噪声。ADC的折合到输入端噪声也可能足以产生同样的效果。将宽带均方根噪声电平提高约1 LSB以上会成比例地降低ADC SNR,且性能不会有进一步的提高。

还有其它一些方案，都使用更大数量的扰动噪声，使ADC的传递函数随机化。信号从ADC输入信号中减去后，以数字方式增加到ADC输出中，从而不会导致SNR性能显着下降。这种技术本身有一个缺点，即随着扰动信号的幅度增大，允许的输入信号摆幅会减小。之所以需要减小信号幅度，是为了防止过驱ADC.应当注意，这种方案不能显着改善ADC前端产生的失真，只能改善ADC编码器传递函数的非线性所引起的失真。

还有一种方法更容易实现，尤其是在宽带接收机中，即注入信号目标频带以外的一个窄带扰动信号。一般来说，信号成分不会位于接近DC的频率范围，因此该低频区常用于这种扰动信号。扰动信号可能还位于略低于fs/2的地方。相对于信号带宽，扰动信号仅占用很小的带宽(数百kHz带宽通常即足够)，因此SNR性能不会像在宽带扰动下那样显着下降。

以上便是此次小编带来的ADC相关内容，通过本文，希望大家对ADC具备一定的了解。

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标签：无杂,kHz,噪声,ADC,信号,扰动,模数转换器
来源： https://www.cnblogs.com/ic-dianzi/p/16138228.html