高速A/D转换器的选择

技术分类: 模拟设计  | 2006-08-18
来源:今日电子 | 作者:Debbie Brandenburg

  医学成像应用

       通常要求取样速率高于40Msps的10~12位A/D。高端应用可能要求更高的分辨率:14~16位。A/D的性能对于图像质量是至关重要的。对于DBF超声波应用而言,其目标是以最小的功耗和最低的成本提供最佳的图像质量。

  ENOB是用于评价图像质量的一个关键参数。对于一个10位转换器而言,ENOB越接近10,图像的再现质量越好。关注的频率通常在10~20MHz之间。观察A/D的ENOB与频率的关系曲线(见图1),理想的情况是曲线在所关注的带宽内保持平坦。

A

  如果未提供曲线,则可根据SINAD与频率的关系曲线以及下面的公式推导出ENOB与频率的关系:6.02n + 1.76 = SINAD,这里,n代表ENOB。例如:图1中的曲线示出了一个10位A/D(SPT7883)的SINAD性能。在10和20MHz条件下计算出的 SINAD值分别为60dB和59dB。解出方程中的n值,即可得出10MHz和20MHz时的ENOB分

别为9.67和9.5。

      仪表应用

  数据采集应用需要取样速率高于20Msps的14~16位A/D。一般而言,仪表应用采用了品种更加繁多的数据转换器。转换器的选择对终端应用的依存程度很高。

  例如,取样示波器对电压输入进行取样并绘出一幅输出波形。在这种情况下,8~10位的分辨率便足够了,但是需要更高的速度(>20Msps),以便能以更快的速度进行取样。为精确地显示电压,精度、偏移增益和线性度也是关键因素。

       通信应用  

       通信应用需要取样速率高于80Msps的12~14位A/D。A/D对复杂的波形进行数字化,这样,利用一个DSP或ADIC就能执行解调操作。通常采用两个A/D对正交信号进行取样,以抽取用于处理的I和Q信号分量。

  在基带取样应用中,转换器的动态性能并不重要,这是因为被抽样的是低频和带限信号。由于信号分量是直流,因此诸如增益和偏移等技术参数是重要的。例如,如果基带转换器具有较大的直流偏差,这将表现为直接叠加在有用信号上的未调制载波。如果信号足够大,它将完全阻断所需的载波。

  A/D的 INL和DNL性能也会限制接收机的性能。通常情况下,DNL被认为是产生A/D量化噪声的根源之一。但是,在很小的信号电平(位于或接近接收机的基准信号灵敏度)下,DNL误差会在A/D中导致视在增益误差,从而引发高达6dB的误差。基带A/D可以是低成本、低功耗和低取样速率的器件。

  在IF取样应用中,所有的RF信号都被转换成较低的频率以便于检波。大多数2G、2.5G和3G应用的IF频率均介于150~250MHz之间。A/D必须具有较快的时钟速率和非常宽的输入带宽。

  SNR和SFDR也是至关重要的规格。WCDMA应用采用一个多载波平台以同时对几百个信号进行数字化。重要的是转换器不能产生干扰有用信号的寄生信号。这些寄生信号可能表现为谐波或交调分量,它们将导致接收机性能的劣化。

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