ADC

许多采用一个精准模数转换器进行信号数字化处理的系统都需要在信号源和 ADC 之间布设某种信号调理电路。除了它的其他功能之外，该电路还必须准确地驱动 ADC 的输入。由于同时需要高性能和高速度以处理 ADC 输入电流，因而会提出一项实质性的额外设计挑战。

为了简化和改善这些系统，LTC2358 8 通道 ADC 在 LTC2348 所拥有的性能和灵活性的基础上增加了 FET 输入模拟缓冲器。这些缓冲器使得能够围绕信号的需求 (而不是 ADC 的需要) 来设计信号调理。纯电容性的 pA 级输入可直接连接至多种精细的低电流传感器，并简化模拟抗混叠滤波器及其他功能电路的设计。

LTC2358 的其他特点包括具 30VP-P 共模范围的差分输入，每个通道的模拟输入范围可按 “逐个转换”的方式进行独立的 SoftSpan 控制，以及引脚可选的 SPI CMOS 和 LVDS 串行 I/O 接口选项，以简化与现有数字系统的整合。

在持之以恒的实现高通道密度的努力中，许多系统设计师在寻找使用较少电路板面积，但仍能达到严格性能标准的数据采集解决方案。ADI直面这些挑战，推出首个μModule®数据采集系统系列——ADAQ7980和ADAQ7988。ADAQ798x系列将常见信号处理和调理模块集成到系统化封装(SiP)设计中，支持高通道密度，可简化设计过程，并提供出色的性能。

如何使用集灵活性和高集成度于一身的全能ADC—— μModule数据采集系统ADAQ798x系列呢？ADI工程师为此撰写了6篇博客，目的是帮助系统您充分利用ADAQ798x系列的灵活前端，并说明它可以如何配置以适应不同应用。

今天，我们先来看看该系列博客的前两篇：

为何要配置ADC驱动器？

ADC驱动器用于调理输入信号，并充当信号源与SAR ADC开关电容输入之间的低阻抗缓冲器。ADAQ798x的ADC驱动器采用“两全其美”的办法，不仅具备信号链集成优势，而且提供设计灵活性，支持很多不同的应用。

逐次逼近型模数转换器又称SAR ADC，是通用级模数转换器，可产生连续模拟波形的数字离散时间表示。它们通过电荷再分配过程完成这一任务；在此过程中，已知的定量电荷与ADC输入端获取的电荷量相比较。期间针对所有可能的数字代码（量化电平）执行二进制搜索，最终结果收敛至某一代码，使内部集成的比较器返回平衡状态。0和1的组合表示电路产生的决策序列，使系统回到均衡状态。

SAR ADC是通用、易用、完全异步的数据转换器。但是，决定特定应用使用哪种转换器时，仍需做出一些选择。本文具体讨论ADI SAR ADC产品组合提供的模拟输入信号类型。但应注意，尽管本文关注的是SAR ADC，输入类型通用于所有ADC架构。根据所考虑电路的信号源类型或总体目标，需要做出特定设计决策和权衡。最简单的解决方案是匹配ADC输入类型与信号源输出配置。不过，源信号可能需要改变信号类型的调理，或者存在成本、功率或面积考虑因素，影响模拟输入类型决策。我们来了解一下不同的可用模拟输入类型。

单端

有多种类型的温度传感器可以用于温度测量系统。具体使用何种温度传感器，取决于所测量的温度范围和所需的精度。温度测量系统的精度取决于传感器以及传感器所接口的模数转换器(ADC)的性能。许多情况下，来自传感器的信号幅度非常小，因而需要高分辨率ADC。Σ-Δ型ADC属于高分辨率器件，适合这些系统。其片内还嵌入了温度测量系统所需的其它电路，如激励电流和基准电压缓冲器等。本文介绍常用的3线和4线电阻温度检测器(RTD)，以及传感器与ADC接口所需的电路，并说明对ADC的性能要求。

RTD

RTD适合测量–200°C至+800°C的温度，在该温度范围内，这些器件的响应接近线性。RTD使用的典型元素有镍、铜和铂，100 Ω和1000 Ω铂制RTD最为常见。RTD有2线、3线或4线形式，其中3线和4线形式最为常用。RTD是无源传感器，需要一个激励电流来产生输出电压。RTD的输出电平从数十毫伏到数百毫伏不等，取决于所选的RTD。

3线RTD接口和构建模块

噪声系数(NF)是RF系统设计师常用的一个参数，它用于表征RF放大器、混频器等器件的噪声，并且被广泛用作无线电接收机设计的一个工具。许多优秀的通信和接收机设计教材都对噪声系数进行了详细的说明(例如参考文献1)，本文重点讨论该参数在数据转换器中的应用。

现在，RF应用中会用到许多宽带运算放大器和ADC，这些器件的噪声系数因而变得重要起来。参考文献2讨论了确定运算放大器噪声系数的适用方法。我们不仅必须知道运算放大器的电压和电流噪声，而且应当知道确切的电路条件：闭环增益、增益设置电阻值、源电阻、带宽等。计算ADC的噪声系数则更具挑战性，大家很快就会明白此言不虚。

当RF工程师首次计算哪怕是最好的低噪声高速ADC的噪声系数时，结果也可能相对高于典型RF增益模块、低噪声放大器等器件的噪声系数。为了正确解读结果，需要了解ADC在信号链中的位置。因此，当处理ADC的噪声系数时，务必小心谨慎。

作者：Walt Kester

简介

所有模数转换器(ADC)都有一定量的“折合到输入端噪声”，可以将其模拟为与无噪声ADC输入串联的噪声源。折合到输入端噪声与量化噪声不同，后者仅在ADC处理交流信号时出现。多数情况下，输入噪声越低越好，但在某些情况下，输入噪声实际上有助于实现更高的分辨率。这似乎毫无道理，不过继续阅读本指南，就会明白为什么有些噪声是好的噪声......

模数转换器(ADC)有很多规格；某些规格对于某个特定应用而言要比对于其他应用更重要。理解这些规格并控制影响ADC的外部器件将实现更佳的性能。

有如此之多的模数转换器(ADC)可供选择，我们总是很难弄清哪种ADC才最适合既定应用。数据手册往往会使问题变得更加复杂，许多技术规格都以无法预料的方式影响着性能。

选择转换器时，工程师通常只关注分辨率、信噪比(SNR)或者谐波。这些虽然很重要，但其他技术规格同样举足轻重。

分辨率

分辨率可能是最易被误解的技术规格，它表示输出位数，但不提供有用的性能数据。部分数据手册会列出有效位数(ENOB)，它使用实际SNR测量来计算转换器的有效性。一种更加有用的转换器性能指标是以dBm/Hz或nV/√Hz规定的噪声频谱密度(NSD)。NSD可以通过已知采样速率、输入范围、SNR和输入阻抗计算得出(dBm/Hz)。已知这些参数，便可选择一款转换器来匹配前端电路的模拟性能。这种选择ADC的方法比仅仅列出分辨率更有效。

许多用户还会考虑杂散和谐波性能。这些都与分辨率无关，但转换器设计人员一般要调整他们的设计，使谐波与分辨率相一致。

电源抑制

摘要

现代电子战(EW)系统开发人员面临着众多挑战，其中包括日益增加的频谱拥堵以及以更高的探测灵敏度对更宽的带宽进行监视等难题。此外，系统开发人员还面临巨大压力，要缩短开发时间，众多现有开发模型难以应对，因而需要各类定制型硬件和固件设计，以便在尺寸、重量和功率三重限制下提升性能水平。

新型每秒千兆采样(GSPS)高速转换器、高性能FPGA和FPGA IP内核已经开始改变现状，为设计师带来了现成的解决方案和可配置的构建模块，助其从容面对新一代挑战。一种采用ADI GSPS ADC并且搭载Altera® FPGA和通道化IP的参考设计将向我们展示，设计师如何在缩短上市时间的条件下，打造出最先进的电子情报和数字RF存储器系统解决方案。

许多实际高速采样系统，如电气测试与测量设备、生命系统健康监护、雷达和电子战对抗等，不能接受较高的ADC转换误差率。这些系统要在很宽的噪声频谱上寻找极其罕见或极小的信号。误报警可能会引起系统故障。因此，我们必须能够量化高速ADC转换误差率的频率和幅度。

CER与BER

目前，在转换器领域风头正盛的是GSPS ADC—也称RF ADC。凭借市场上采样速率如此高的转换器，奈奎斯特频率与五年前相比提高了10倍。关于使用RF ADC的优势，以及如何使用它们进行设计并以如此高的速率捕获数据，人们进行了大量的讨论。感谢JESD204x联盟。但是人们似乎忘了一件事情，即低直流信号。

高性能模数转换器(ADC)之前的输入配置或者前端设计，对于实现所需的系统性能非常关键。通常重点在于捕获宽带频率，例如大于1 GHz的宽带频率。然而，在某些应用中，也需要直流或近直流信号，并且受到最终用户的欢迎，因为它们也可以传输重要信息。因此，通过优化整体前端设计来捕获直流和宽带信号需要直流耦合前端，该直流耦合前端一直连接到高速转换器。

考虑到应用的本质，将需要开发一个有源前端设计，因为用于将信号耦合到转换器的无源前端和巴伦本身就已交流耦合。本文以实际系统解决方案为例，概述了共模信号的重要性，以及如何正确对放大器前端进行电平转换。

共模：概述

由于对共模参数及其与设备之间的关联缺乏了解，客户仍然会提出许多技术支持问题。ADC数据表指定了模拟输入的共模电压要求。关于这方面没有太多详细信息，但为了以满量程实现额定ADC性能，必须保持适当的前端偏置。