在雷达、导航等军事领域中,由于信号带宽宽,要求ADC的采样率高于30MSPS,分辨率大于10位。目前高速高分辨率ADC器件在采样率高于10MSPS时,量化位数可达14位,但实际分辨率受器件自身误差和电路噪声的影响很大。在数字通信、数字仪表、软件无线电等领域中应用的高速ADC电路,在输入信号低于1MHz时,实际分辨率可达10位,但随输入信号频率的增加下降很快,不能满足军事领域的使用要求。 ADC(Analog-to-Digital Converter)是将模拟信号转换为数字信号的关键部件,在现代电子系统中扮演着至关重要的角色。高速高分辨率ADC尤其在雷达、导航等军事领域中有着广泛的应用,因为这些系统通常需要处理宽频带信号,对ADC的采样率和分辨率有较高要求。通常,采样率需超过30MSPS(百万样本每秒),分辨率至少为10位。当前的高速高分辨率ADC技术已经能够实现超过10MSPS采样率时的14位量化位数。 然而,实际分辨率受到ADC器件本身的误差和电路噪声的影响。在数字通信、数字仪表和软件无线电等领域,当输入信号频率较低时,例如低于1MHz,可以达到10位的分辨率,但随着输入信号频率的增加,分辨率会迅速下降,无法满足军事应用的需求。 本篇文章重点探讨了在不依赖过采样、数字滤波和增益自动控制等高级技术的情况下,如何提高高速高分辨率ADC的实际分辨率,以最大程度地接近ADC器件自身的理论分辨率,进而提升ADC电路的信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)。 ADC的信噪比是衡量其性能的重要指标,它直接影响到转换结果的精度。有效位数(Effective Number of Bits, ENOB)常用来表示ADC的实际分辨率。对于不采用过采样的情况,ENOB与ADC的信噪失真比(SINAD)有关,公式(1)给出了ENOB与SINAD的关系。SNR则是指输入信号有效值与ADC输出信号噪声的有效值之比,它与总谐波失真(THD)有关。当THD恒定时,SNR越高,ENOB越大。 影响ADC SNR的因素众多,包括量化误差(量化噪声)、非线性误差(如积分非线性误差INL和微分非线性误差DNL)、孔径抖动以及热噪声等。量化误差是ADC固有的,非理想ADC的量化间隔不均匀(DNL)会导致SNR下降。孔径抖动是由采样时钟不稳定引起的,它导致信号采样不一致,进而引入误差。热噪声源自半导体器件内部的分子热运动。 理想ADC的SNR可以通过计算量化噪声与输入信号电压有效值的比例得到,而实际ADC的SNR还会受到DNL、孔径抖动和热噪声等的影响。DNL会导致量化间隔不均匀,从而增加噪声;孔径抖动引起信号非均匀采样,增加误差;热噪声主要来源于半导体材料的热运动,对SNR也有负面影响。 通过深入理解这些影响因素,并在电路设计和器件选择上进行优化,文章中提出了一种高速高分辨率ADC电路。实测结果显示,当输入信号频率分别为0.96MHz和14.71MHz时,该电路的实际分辨率分别达到了11.36位和10.88位,显著提高了在高频信号下的转换精度。 提高ADC的信噪比和实际分辨率是一项复杂的任务,涉及到理论分析、电路设计和器件选择等多个层面。通过不断优化,可以克服高速高分辨率ADC在处理高频信号时分辨率下降的问题,从而更好地服务于军事和其他对信号质量有严格要求的领域。
2025-04-11 09:54:42 166KB ADC信噪比 高分辨率 ADC电路
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12bit sar adc电路,可直接仿真,逻辑模块也是实际电路,可利用cadence或者matlab进行频谱分析
2023-10-24 20:22:22 1.13MB matlab 制造
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针对高速ADC电路设计的特点,本文重点讨论了包含高速ADC的硬件电路设计中印刷电路板布局时所必须引起注意的电磁兼容问题,包括数字地和模拟地、数字电源和模拟电源的隔离,ADC输入信号、输出信号的处理以及采样时钟的处理等,并给出了一个成功布局的例子。
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在设计一个高性能数据采集系统时,勤奋的工程师仔细选择一款高精度ADC,以及模拟前端调节电路所需的其他组件。在几个星期的设计工作之后,执行仿真并优化电路原理图,为了赶工期,设计人员迅速地将电路板布局布线组合在一起。一个星期之后,第一个原型电路板被测试。出乎预料,电路板性能与预期的不一样。   这种情景在你身上发生过吗?   最优PCB布局布线对于使ADC达到预期的性能十分重要。当设计包含混合信号器件的电路时,你应该始终从良好的接地安排入手,并且使用最佳组件放置位置和信号路由走线将设计分为模拟、数字和电源部分。   参考路径是ADC布局布线中最关键的,这是因为所
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在设计一个高性能数据采集系统时,勤奋的工程师仔细选择一款高精度ADC,以及模拟前端调节电路所需的其他组件。在几个星期的设计工作之后,执行仿真并优化电路原理图,为了赶工期,设计人员迅速地将电路板布局布线组合在一起。一个星期之后,个原型电路板被测试。出乎预料,电路板性能与预期的不一样。   这种情景在你身上发生过吗?   PCB布局布线对于使ADC达到预期的性能十分重要。当设计包含混合信号器件的电路时,你应该始终从良好的接地安排入手,并且使用组件放置位置和信号路由走线将设计分为模拟、数字和电源部分。   参考路径是ADC布局布线中关键的,这是因为所有转换都是基准
2022-03-14 11:14:38 203KB 高ADC电路板布局与布线
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本文主要研究在不采用过采样、数字滤波和增益自动控制等技术条件下,如何提高高速高分辨率ADC电路的实际分辨率,使其最大限度地接近ADC器件自身的实际分辨率,即最大限度地提高ADC电路的信噪比。
2022-02-28 16:53:04 166KB ADC信噪比 高速 高分辨率 ADC电路
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3位数码管显示,可以改4位 ADC采集 采集温度上限可根据阻值改变
2022-01-06 14:01:09 780KB multisim
0~100℃数显温度计(8位256_ADC)电路multisim源文件,主要是通过温度传感器采样温度,然后通过数码管显示,multisim13及以上版本的软件可以正常打开仿真。
2021-08-29 09:13:29 685KB 数字温度计
0~100度数显温度计8位256_ADC电路multisim源文件,主要是通过温度传感器采样温度,然后通过数码管显示,multisim13及以上版本的软件可以正常打开仿真。
基于STM32RET6的16路电源测试版,可承受3A大电流。7段数码管LED显示。16个MOS管控制负载通断。16位精度ADC。
2021-04-22 15:04:21 15.72MB 电源 16路adc 电路方案
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