AD转换器的主要指标

AD转换器的主要指标如下：

　　（1）分辨率（Resolution）。指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，定义为满刻度与2n的比值。分辨率又称精度，通常以数字信号的位数来表示。定义满刻度于2^n的比值（n为AD器件位数）。对于5V满刻度，采用8位的AD时，分辨率为5V／256=0.01953V=19.53mv；当采用12位的AD时，分辨率则为5V／4096=0.00122V=0.122mv。位数越多，分辨率就越高

　　（2）转换速率（Conversion Rate）。是指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。积分型AD的转换时间是毫秒级属低速AD，逐次比较型AD是微秒级属中速AD，全并行／串并行型AD可达到纳秒级。采样时间则是另外一个概念，是指两次转换的间隔。为了保证转换的正确完成，采样速率（Sample Rate）必须小于或等于转换速率。因此习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。常用单位是Ksps和Msps，表示每秒采样千／百万次（Kilo ／ Million Samples Per Second）。

　　（3）量化误差（Quantizing Error）。由于AD的有限分辨率而引起的误差，即有限分辨率AD的阶梯状转移特性曲线与无限分辨率AD（理想AD）的转移特性曲线（直线）之间的最大偏差。通常是1个或半个最小数字量的模拟变化量，表示为1LSB、1／2LSB。

　　（4）偏移误差（Offset Error）。输人信号为雷时输出信号不为零的值，可外接电位器调至最小。

　　（5）满刻度误差（Full Scale Error）。满刻度输出时对应的输人信号与理想输人信号值之差。

　　（6）线性度（Lineafity）。实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移，不包括以上3种误差。

　　AD的其他指标还有绝对精度（Absolute Accuracy）、相对精度（Relative Accuracy）、微分非线性、单调性和无错码、总谐波失真（THD，Total Harmonic Distotortion）和积分非线性等。

　　对于AD转换器，选取的标准主要决定于采样频率和位数，以及价格、供货周期、应用情况等其他因数。生产高速AD的主要厂家有AD公司、Maxim公司以及TI公司（也就是BB公司）。这三家公司在高速AD上的产品种类不是很多，根据对各种AD芯片的查阅，选择TI公司的AD转换芯片ADS5422。

　　ADS5422是14bit的最高采样频率可达62Msps的高速AD转换芯片，采用单－ 5V电源供电，在采样频率为10M时其最大动态范围为82dB，最高信噪比达到72dB，其数字量输出可以直接和5V或者3．3V的CMOS芯片连接，模拟量输入的峰峰值为4V，可以直接输人0．5～4．5V的模拟量，封装形式为64脚的扁平四方封装，目前TI的官方报价为29美元／片（一次购买千片以上的单价）。国内也有该芯片出售，国内价格在300元左右。

　　14bit的AD转换适应信号的范围为10lg（214）dB＝42dB，基本上可以适应各种应用场合。ADS5422的采样频率的大小由其输人时钟决定，输入时钟的范围可以在16ns～1μs，输人时钟为16ns时对应采样频率为62MHz，AD可以接受3V或者5V的TTL或者CM0S电平。DSP可以提供该时钟信号，并且可以软件设置输人时钟的各种特征量，包括时钟频率、高电平宽度等，基本上可以满足AD5422对时钟信号的要求。这里确定AD的实际采样频率为60MHz。这样，一秒钟内采样的数据量为50M个，由于DSP系统无法及时处理这些数据，在数据处理之前，必须将这些数据保存起来，使用ΠFO保存1M个数据，也就是20ms内的采样数据，1M个数据采集结束开始信号处理。由于高速AD采样导致信号不稳定，甚至出现错误。将设计多层板，加强布线的合理性，从电路板上尽可能去除干扰；其次提高算法的效率，节省计算时间。

　　和ADS5422功能接近的其他型号的AD还有AD公司的AD9244。和ADS5422相比，两者数据位数都是14bit，在信噪比上两者相近，时钟输入和操作方法相近，电源都是5V，输出数字信号都可以和3．3V的芯片兼容；其主要优点是功耗是ADS5422的一半，500mW；其主要缺点是输人模拟电压峰峰值为ADS5422的一半，只有2V。

　　AD公司其他的高速AD芯片还有AD6644，为其早期产品，操作方法和ADS5422、AD9244不一样，AD6644功耗达到1．3W。和AD9244相比，没有什么优点，AD9244是其替代产品。

　　高速AD的另外一个厂家MAXIM公司也有一批高速AD产品，但采样频率在40MHz以上没有14bit数据的AD，其产品优势主要集中在中速AD上。