电压越低采集的ad值反⽽变⼤_80多条关于AD转换设计的经验
总结
1.如何选择⾼速模数转换之前的信号调理器件；如何解决多路模数转换的同步问题?
ADC之前的信号调理，最根本的原则就是信号调理引起的噪声和误差要在ADC的1个LSB之内。根据这个⽬的，可以需要选择指标合适的运放。⾄于多路ADC同步的问题，⼀般在⾼速ADC的数据⼿册中都会有⼀章来介绍多⽚同步问题，你可以看⼀下⾥⾯的介绍。
2.在挑选ADC时如何确定内部噪声这个参数?
⼀般ADC都有信噪⽐SNR或者信纳⽐SINAD这个参数，SINAD=6.02*有效位数+1.76，您可以根据这个公式来确定您选择的ADC能否符合您的要求.
3.如何对流⽔线结构ADC进⾏校准?需要校准哪些参数?
⼀般来讲，ADC的offt和gain error会⽐较容易校准。只要外接0V和full scale进⾏采样，然后得到校准系数。另外，如果需要作温度补偿的话，⼀般需要加⼀个温度传感器，然后利⽤查表的⽅式来补偿。
4.对ADC和DAC周围的布线有哪些建议?
ADC和DAC属于模拟数字混合型器件，在布局布线时最重要的是要注意地分割，即模拟地和数字地的处理问题。对于⾼采样率的器件，建议使⽤⼀块地。⽽低采样率的器件，建议模拟数字地分开，最后在芯⽚下⽅连接在⼀起。
其他的布局布线规范与其他器件的是⼀样的。
对于具体的器件，⼀般会有评估板的Layout图可供参考。
5.模数转换器的精度与噪声系数之间有什么必然的联系吗?
低速模数转换器的精度⽤峰峰值分辨率，有效值分辨率来表⽰。在ADI⼀些Sigma-delta ADC的芯⽚资料⾥都会列出不同情况下的有效值分辨率指标。⾼速模数转换器的精度可⽤SNR，SNOB来表⽰，这些指标也可在资料中找到。
但⼀般ADC的指标中不会有噪声系数(NF)的指标。
6.如果采⽤了外部模拟切换开关，那么这个开关总是存在⼀些电阻的，必然引起⼀些误差，那么我想问⼀下有没有什么办法能减少这些误差，分别描述⼀下⽤硬件的⽅法与⽤软件的⽅法。
你可以选择电阻很⼩的开关⽐如ADG14**系列。如果是开关是做通道切换的，在后级加⼀个运放跟随
就可以了。如果是做量程切换，只能选择电阻很⼩的开关，同时注意开关的平坦度和温度漂移参数，如果系统精度要求很⾼，那就只能做软件校正或者选择可编程放⼤器如
AD8250/1/3等。
7.将AD7710的输⼊端与⾃⾝的地短接后，再读取数据时，其AD转换值跳动⽐较⼤，通过说明当中的⼏种校准⽅式，都没有解决?频率已经在25Hz上了。不知如何解决?
请确认电源和基准的稳定性，在频率为25Hz，增益为1的条件下，看数据⼿测上Table II可知其有效值分辨率为21.5bit，那么其实际的峰峰值分辨率为21.5-2.7=18.8bit，也就是说如果有5bit码在跳就是正常的。
8.请问ADC的输⼊和传感器相连，如何将传感器输出信号本⾝的⼲扰排除?
如果传感器输出是共模⼲扰，需要加仪表运放如AD8221/0等滤除。如果是差模⼲扰，加滤波器就可以滤除。
9.我要设计⼀个16路的数据采集系统，每路的采样率为100K，16BIT，请问⼀下，我要采⽤什么样的AD芯⽚，另外，AD转换器的输⼊通道⽐较少，要选择什么样的外部多路模拟切换开关?另，对模拟切换开关的选择有什么要求，要关注哪些参数。
我们没有16bit和16通道的ADC，您可以选择⽤两⽚AD7689，16bit 8通道。或者选择16：1的ADG1206.要注意导通电阻，注⼊电荷，导通时间等。
10.⼀个12位的⾼速模数转换器能不能降低以及如何降低到8位来使⽤，因我们的系统精度只需要8位，⾼了反⽽有害。
你在读取数据的时候，只需要读8bit即可。
11.有⼀些ADC集成有抗混叠滤波器，请问有什么好处?
⼀般抗混叠滤波器指的是ADC前端的滤波器，⽽sigma-delta ADC内部会集成⼀些陷波器，来实现⼯频50Hz和60Hz陷波，总的好处就是ADC有更好的抗噪声性能。
12.请问怎样才能降低相邻通道相互间的⼲扰?
在布局布线时可以考虑在相邻通道间加地屏蔽。
13.想设计⾼精度校准仪表，如直流电压输出(毫伏级)，能不能推荐⼏款芯⽚?请问怎样消除伴随的量化噪声?如何保证ADC的精度,AD转换的满量程即是电源电压，对于单电源供电，零点的确定和量程都与电源电压有关，如果电源电压波动势必导致转换的误差，电路中如何解决，特别对⼩信号的采集.请
问什么是DAC的输出静态误差?怎样提⾼数模转换器中电阻或者电流源单元的匹配程度?在给ADC供电时，数字地与模拟地之间是否需要串接⼩电感?
1)ADI的运放，仪放产品种类很多，最好把详细的指标要求列出来，这样⽐较容易找。
2)ADC的量化噪声是固有的，没办法消除。
3)ADC的电源对测量精度有直接的影响。所以要选择⾼精度低噪声的电源信号，且在布线的时候也要注意避免⼲扰。
4)⼀般⼿册⾥会分别给出zero error，gain error等等，不知道具体问的是哪⼀个，或者可以举⼀个具体型号的例⼦。
5)这应该是DAC内部结构的问题，⼀般来讲，我们不关⼼内部电阻或电流源的绝对值，只关⼼它们之间的⽐例，现在的⼯艺可以很好地保证这个。
6)⼀般来讲，⽤0欧姆电阻连接就可以了。
14.ADC的内部增益越⼤，其产⽣的噪声也越⼤，专家能说说两者之间的原理是什么?
ADC内部的PGA增益越⼤，本⾝PGA的噪声会增加，另外ADC输⼊噪声被放⼤的越多。所以ADC内部增益越⼤，分辨率越⼩。
15.电源纹波对转换精度的影响?
如果ADC有PSRR这个指标，可以使⽤这个指标去算电源纹波对ADC的影响。如果没有，⼀般基准源都有这个指标，你可以使⽤基准源的PSRR去算对ADC采样的影响。
16.数据转换器在布线长度、通信串扰和匹配电阻等⽅⾯是如何设计的?
⾼速ADC会考虑这些问题。尤其对于LVDS接⼝的ADC，尽量保证⼀对信号的布线等长等距，放置端接电阻。这⽅⾯的布局布线最好是参考评估板来做。
17.ADI产品⾼速数模转换最⼤速度能达到多少?采样频率⼤了是不是稳定性会下降?
我们的DAC的最⼤速度能达到2.5GHZ，它是AD9739电流输出型的，这不会影响到稳定性。
18.ADC的标称的位数很⾼，但是实际中末尾的⼏位会被内部噪声⽽淹没，我在挑选ADC时如何确定内部噪声这个参数?
对于⾼精度的ADC，⼀般来讲都会给出⼀个有效分辨率的参数，也就是器件可以达到不跳码的位数。另外在设计中还有考虑电源，参考电压的噪声，以及ADC前端调理电路引⼊的噪声。需要把这些噪声控制在ADC的1个LSB之内。
19.评估ADC的时候，因为评估SNR，⽐较困难，所以我⼀般会考虑评估在接地时候的跳码程度来⽐较两种同类ADC的差异，这种评估⽅法科学吗?有没有更科学的⽅法?有没有具体的⽂档?
实际上对于⾼速ADC来说，应该是加⼀个⾼精度的基准信号，⽽后⽤ADC采样，再做FFT分析来评估SNR。⽽对于⾼精度的ADC来说才是您⽤的办法，可以参考我们的应⽤笔记AN-835。
20.如何理解压摆率这个指标?为什么要对电压变化率做限制?
举个简单的例⼦，如果压摆率不够，那么就是实际的输出跟不上输⼊信号的变化，这样对信号的处理就会有失真。
21.开关电源的纹波对12位以上的ADC的影响有多⼤?是否需要为ADC部分单独处理电源纹波?
⾼精度的ADC，⽐如16位及以上的ADC，不建议使⽤开关电源来供电。
22.请问使⽤⾼功效开关稳压器替换传统的LDO稳压器电源对⾼速模数转换器有没有负⾯影响?对产品寿命有何影响?
在⾼速ADC场合，⼀般对电源的纹波和噪声有较⾼的要求。开关电源效率⽐较⾼，但是有较⼤的纹波和噪声，会对系统的精度有影响。⽽⾼速场合对SNR，SFDR要求⽐较⾼，所以选择LDO会⽐较好。
23.关于运算放⼤器的阻抗匹配在设计中，需要如何注意?
只有在⾼速的情况下才需要考虑阻抗匹配。
24.电源精度会导致ADC的精度提不上去吗?
有可能。具体要看你ADC的位数和PSRR这个参数。如果位数很低如10bit，你⽤再低噪声的电源也只能是10bit精度。但是16bit系统，你如果使⽤噪声很⼤的电源，会使得系统精度不能达到16bit。
25.AD前抗射频⼲扰滤波器⼀般应当达到什么样的性能指标呢,⽐如截⾄频率，滚降 ?
这取决于您的实际应⽤，当然理想情况下是截⾄频率等于有效的输⼊信号，⽽滚降特性是⽆限陡峭，但实际上没有这样的滤波器，且越接近理想情况，成本会越⾼，要折衷考虑。
26.如何抑制输⼊"⽑刺"?
加滤波器抑制，或者是对采样结果做数字滤波。
27.有什么好的建议，使⽤软件来提⾼ADC的精度与位数?
请注意参考和电源的质量，同时还需要注意layout来防⽌噪声引⼊。
28.请问对于ECG信号的AD转换需要有多⼤的分辨率?可以推荐⼏款型号吗?
取决于ECG的信号链。如果信号链中为AC隔离，这样信号可以被放⼤很⼤，⽐如放⼤1000倍，这样ADC的选取12位~16位。如果信号链为DC隔离，这样信号不能被放⼤很多，⼀般增益为10，这样ADC的位数就得选的⼤些，18位~24位。
ECG产品会有相应的标准，即ECG产品最⼩能分辨多⼩的信号，ADC的选取与此也有关。
29.我设计的⼀个基于FPGA的DDS系统中使⽤的芯⽚是AD9777，请问在电流⾜够的情况下，系统电源设计中是否可以将DA芯⽚与FPGA 芯⽚共⽤3.3V数字电源，以达到简化电源设计的⽬的?
可以 。
30.随着数字视频信号应⽤的越来越普及，数模转换器在视频⽅⾯会不会⽆⽤武之地，乃⾄被淘汰?
数模转换器是不会被淘汰的，因为最终都是要将数字信号转会⼈们能所识别的模拟信号。
31.恶劣环境下(⾼温下)，ADC的供电电源怎么设计?⼀般DC-DC很难达到+85摄⽒度，ADI是否有相关的参考设计?
选择合适的器件，DC-DC能⼯作在85度，关键是你选择合适的器件和合适的设计，使得系统的温升在其标定的范围，如加风扇或者散热⽚，多个器件并联提⾼电源效率等。
32.我在使⽤ADuC841的A/D时，采集的数据偶尔会时零，为什么?如何解决?
这种情况要⽤⽰波器监测输⼊信号，看输⼊端是否真的发⽣跳变了，如果没有请仔细检查ADUC841的数据读取程序。
33.请问把⼀个直流信号加到转换器输⼊端时，怎样确定输出端应该出现的数码数⽬?
⼀般来讲，根据计算公式，Vin/Vref=code/2^N. N为ADC的位数，Vin为输⼊电压，Vref为参考电压。如果是有负电压，需要考虑输出码字的类型，⽐如⼆进制补码等等。绝⼤多数ADC的数据⼿册中都会给出⼀个图来说明这个问题。
34.AD7710使⽤时，噪⾳过⾼。如何使⽤说明书当中的校准?在布线过程当中如何做⽐较合适?
建议参考芯⽚的评估板来做Layout设计。
35.请问怎样尽量减⼩系统噪⾳对ADC的影响?
尽量减少输⼊噪⾳(可以差分输⼊的ADC)，减⼩电源噪⾳。设计合适的滤波器等。
36.如何确定温度对基准的影响以及多最终转换精度的影响 ?
基准芯⽚资料中会有相关温度对基准影响的温度系数指标，⼀般为⼏个ppm/°C。
⼀般ADC芯⽚资料没有参考电压随温度变化对ADC性能影响的测试参数。
37.如何实现对⾼速ADC的THD测试?
实际中是加⼀个⾼精度的基准源，⽽后⽤ADC采样，再做FFT分析，具体请见AN-835上⾯的介绍。
38.有什么办法可以减少开关电源的噪声对ADC的影响?
加⼊LC滤波，合理的layout如模拟地数字地分开。如果还不⾏，只能加低噪声的LDO。
39.如果ADC的传递函数线形度⽐较差，如何进⾏校准，有没有通过验证⽐较科学的⽅法?是否可以举例说明?
⼀般情况下都是做线性校正的，如果校正后还不能满⾜要求，那建议采⽤分段校正的⽅法。
40.相对于单端，差分有很多优势，但是还是有很多单端的ADC，差分模式有什么弱点吗?
和单端的输⼊相⽐，外围的电路相对复杂⼀些。
41.请问在⾼速数据采集系统设计中，我们怎样来确定采样率和存储器带宽?
采样率由待处理信号的频率决定。存储器带宽由采样率和处理器能⼒来决定。
42.请问AD前抗射频⼲扰滤波器⼀般应当达到什么样的性能指标 ?
这取决于您的应⽤，理想情况下就是只让有效带宽内的信号通过，但滤波器设计很难达到理想情况，所以要折衷考虑。
43.如果对视频信号进⾏数模/模数转换该如何选择转换器，它的关键性规格是哪⼏个⽅⾯呢 ?
主要是要看您所需要转换的视频信号格式，需不需要做⾊彩空间转换。是普通的并⼝接⼝还是HDMI的接⼝。
44.ADC的输出延时主要受什么因素的影响?
这是由ADC的内部参数决定的，具体要看不同型号的数据⼿册。
45.请问如何减⼩截断误差和增益误差?
对⼀个特定的ADC来说，它的Offt误差和Gain误差基本是⼀定的。但是Offt误差和Gain误差是可以通过软件校正消除的。
46.采集的数据中总是有错误的代码，有何种⽅法能够消除此错误代码?
要先确定错误代码是ADC输出错误还是MCU读取错误。如果是前者，那得看系统的设计是否合理，布局布线是否合理。
47.开关电源的地是否需要和ADC的模拟地分开吗 ?
ADC的模拟地通过⼀点接⼊开关电源输出滤波电容的地会减⼩电源纹波对ADC的影响。
48.PSRR指标指什么?
指的是电源电压抑制⽐。
49.最近我鉴定⼀只双电源ADC。 我将待测转换器的输⼊端接地， 并 且在LED 指⽰灯上观察其输出的数码。 令我⾮常惊奇的是为什么我所观察到的输出数码范围不是我所期望的⼀个数码?
导致这个问题的原因有很多种：输⼊信号源的范围，参考电压源的值，噪⾳的影响等等。
50.ADC的量化噪声为什么没办法消除?
因为采样不是理想，⽽是⽆限逼近的概念。
51.实际应⽤中INL、DNL那个指标对⽤户更有意义?
这两个指标都⽐较重要。
52.模拟地与数字地最后的连接⽅式应该是怎么样的?
尽量将模拟地和数字地分开，为了避免相互的⼲扰。但是在⾼速的ADC应⽤中，数字和模拟要求共地。
53.我现在需要安装节省空间的数据转换器，认为串⾏式转换器⽐较适合。为了选择和使⽤这种转换器，请问我需要了解些什么?
串⾏接⼝的ADC⼀般转换速度⽐较低，在10M以下，但是封装，读取会⽐较⽅便。你可以先看看你需要的位数，以低于10M的速度能不能满⾜你的要求。另外关键是MCU和ADC的接⼝，是使⽤模拟的SPI还是MCU的标准SPI接⼝。
54.对ad的时钟信号有什么要求?需不需要做⼀些温度、抖动⽅⾯的补偿?
不需要做补偿。ADC中内部已经做了相关的补偿。
55.对于单板结构，板⼦上有多个⽐如9⽚ADC的话，本讲座是建议ADC跨接模拟地和数字地?是否意味着要多点接地?
ADC需要接在系统的模拟部分。
56.什么时候⽤FPBW，什么时候⽤⼩信号BW，数据⼿册并没有把所有情况告诉我们。
FPBW与芯⽚的Slew Rate有关，当要把信号放⼤时，如果Slew Rate跟不上，输出信号就会失真。FPBW = SlewRate/2piVp，Vp为输出信号的电压。
57.请教专家，在采⽤R、C隔离时，若R较⼤会影响后⾯的ADC，若C较⼤会影响相位，具体设计时应该如何选择呢?
可以考虑在RC滤波后加⼀级运放做buffer.
58.数据转换器中最常见的错误主要有哪些?如何避免
ADC转换会受到Noi的影响，如果ADC转换的结果与理论值⼤概相等，那么可以通过在同⼀个输⼊电压上读多次转换结果，将转换结果平均来得到更为准确的值。
59.我们要的带宽为100hz，结果⽤的是带宽为1khz的放⼤器，如何有效解决抗⼲扰问题?
⼀般来讲，ADC前端需要加⼀个滤波，滤掉把有⽤带宽以外的噪声。
60.影响ADC的重要参数有哪些?如何在pcb设计中避免?
考虑ADC前端的抗混叠滤波器的设计，阻抗匹配，输⼊输出的阻抗。
61.在⾼速模数转换时，是不是不能以芯⽚内部的参考电压为准，都需要外部参考，有没有可能芯⽚内部参考电压也达到⼀般外部参考那么稳定?
使⽤内部参考电压，由于参考电压在ADC转换时会sink/source电流，这会影响ADC的电源电压，进⽽影响ADC的SNR。⼀般系统精度要求很⾼的场合常使⽤外部参考。
62.⽬前ADI公司的ADC芯⽚中，分辨率⾼于14bit，最⾼速率能达到多少?双通道，分辨率⾼于14bit，最⾼速率能达到多少?
14bit的ADC最⾼为150MSPS。
63.传递函数不连续(DNL不连续)会导致什么问题?如果应⽤中遇到这个问题，我应该如何处理?使⽤软件补偿吗?如果不连续，为什么芯⽚不能从硬件⾓度去做补偿?
DNL不连续会导致丢码，这个问题没有办法在外部做补偿，这是ADC本⾝ 的特性。ADI的ADC都是保证没有丢码的问题存在的。
