ADC精度探析 -最佳的解决方案带来高精度

发布时间:2011-2-25 15:50    发布者:看门狗
关键词: ADC , 精度
作者:Bonnie Baker,德州仪器 (TI) 高级工程师
我们还没有完成PGA-SAR系统和△-∑转换器之间的比较。在我最后一篇文章(《ADC吞吐时间:SAR转换器与△-∑转换器的比较》)中,我们比较了这两种系统的吞吐时间。文中,我们得出了这样的结论:PGA-SAR系统和我们所研究△-∑转换器的吞吐时间非常接近;70 ksps和24 ksps在内。您在电子邮件中称这种差异如此微小,小到没有任何差别。什么是最好的系统?这种评估,看起来像是旗鼓相当,但在精确度方面呢?

您会在系统是否可以(平均而言)产生正确的输出值方面想到精确度。您可以利用DC规范(例如:补偿、增益和线性等)来最为贴切地对精确度进行描述。在这种评估中,您应该使用系统设备的最小和/或最大规范值。

您可以使用下列公式计算PGA-SAR的参考输入 (RTI) 偏移误差:

1.png

您也可以用类似的方法,计算系统的 RTI 增益误差和线性误差。
一般而言,您可以利用和的方根 (RSS) 计算方法,将不相关的DC误差、偏置增益、偏移量和线性组合在一起。注意,您应该把这些误差归因为系统输入。利用下列公式,您可以组合DC误差来确定系统的总不可调误差 (TUE):

2.png

总之,随着增益的增加,SAR-ADC的精确度即TUE变得糟糕。其意义可能并非立刻显现,但需记住有两个因素在起作用。增加PGA增益,让系统输入满量程电压范围和我们的12位系统的实际电压LSB大小降低,同时OPA和ADC的绝对电压误差减少。不幸的是,PGA偏置电压误差保持恒定。

让我们把这种讨论同△-∑转换器的TUE特性进行对比。您中的许多人在这次EDN系列期间回复了电子邮件,对我之前发表的《冒一次险,去掉那些比特吧!》文章中所提问题(PGA-SAR和△-∑转换器哪种最好?)的答案进行了回答。许多读者都认为△-∑转换器在这次比较中获胜。

正如所有其他ADC一样,△-∑转换器产生偏置、增益和线性DC误差。过程增益与△-∑转换器对模拟增益与PGA-SAR电路运用之间的关键区别是,偏置误差不乘以过程增益。另一方面,增益和线性误差与过程增益增加成反比例关系。最终结果是TUE随过程增益的增加而降低。但是,FSR百分比TUE 保持恒定。

有时,理论难讲,而事实更容易理解。为了更容易讨论,表1列举了顶级PGA-SAR系统对比先进△-∑转换器的数据。

表1将基线数据同PGA-SAR系统和△-∑转换器的TUE性能对比
3.jpg

表1中,PGA-SAR系统的器件为PGA116(可编程增益放大器)、OPA351(运算放大器)和ADS7886(12 位 ADC)。△-∑转换器为ADS1158(24 位ADC)。

在特定的精确度评估中,我们发现两个系统都没有12位精确度水平性能,但是PGA-SAR组合一般较 △-∑转换器更加精确。我对您们找到两个具有相当吞吐速率的系统(其中,在其全部增益范围内PGA-SAR系统的精确度一般低于△-∑转换器)表示怀疑。逛逛TI E2ETM社区,您可以参加其他数据转换器讨论: http://e2e.ti.com/cn/forums/default.aspx?GroupID=10
本文地址:https://www.eechina.com/thread-55967-1-1.html     【打印本页】

本站部分文章为转载或网友发布,目的在于传递和分享信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责;文章版权归原作者及原出处所有,如涉及作品内容、版权和其它问题,我们将根据著作权人的要求,第一时间更正或删除。
zhaokuiman 发表于 2011-4-7 06:45:01
xuexi
您需要登录后才可以发表评论 登录 | 立即注册

厂商推荐

相关视频

关于我们  -  服务条款  -  使用指南  -  站点地图  -  友情链接  -  联系我们
电子工程网 © 版权所有   京ICP备16069177号 | 京公网安备11010502021702
快速回复 返回顶部 返回列表