作者jamtu (月光下的智慧)
看板Electronics
标题Re: [问题] ADC的解析度问题?
时间Sun Apr 6 23:10:22 2014
※ 引述《woko (孤.独.一.痕)》之铭言:
: 不好意思,
: 最近遇到一个问题一直想不通,
: 想请教版上各位先进的意见:
: 目前我正要将晶片兜成一个类比转数位的系统(用PCB实现),
: 在PCB板子输出规划IC输出讯号会再经由driver和ADC,
: 简述如下面3行:
: (1) 晶片输出类比电压0V-10V
: (2) => 外挂driver IC转成差动输出0.5V-4.5V
: (3) => driver IC输出再输入外挂差动ADC(Vref设定5V,解析度18 bit)
: 我最後要观察的是晶片输出0V~10V的特性。
: 想请问:
: 在这种设计之下我的解析度会是(4V/2^18)还是(5V/2^18)或是(10V/2^18)呢?
: p.s.强者我学长说不用管输出端怎麽转换,
: 反正要观察0V-10V解析度就是(10V/2^18),
: 不过我还不太清楚,
: 最後ADC只会输出0.5V~4.5V的范围,
: 为什麽解析度不是(4V/2^18)呢?
以下有错请指正
这个问题要从系统上来看。
我个人认为 在放大器+ADC这种设计里头
单纯讲ADC几bit是
非常非常非常非常非常非常不精确的说法
跟人沟通容易 但是designer该知道的不仅於此
首先,你必须先知道你类比IC
输入的信号
所需要的SNDR是多少
假设你做的是生理信号感测IC
假设此生理信号的动态范围是128uVpp
自己所设计之类比IC杂讯为1uVrms
那解析度就是7个bit
(我假设没有非线性,以下都假设没有)
假设你将这128uVpp的信号放大为0~10V
那麽你的1uVrms也会放大这麽多倍
杂讯为78.125mVrms
输出还是7个bit
接下来你把信号推到driver上面
输出剩下0.5~4.5V 是一个缩小的动作
但是信号跟杂讯一起缩小
而且假设你的driver没有贡献太多杂讯
那你的信号解析度就还是7个bit
杂讯是 78.125*0.4 = 31.25mVrms
最後假设你ADC是18个bit
这个18个bit的意思是
此ADC的设计
在乾净sine wave从ADC输入打full swing的情况下
其解析度是18个bit
也就是说,在正负Vref为10V的情况,是18bit解析度
1个bit相当於10/262144 = 38uVrms
这个noise是固定的 不会因为你信号打比较小而变小
但是因为我原本的信号在经过放大器就剩下7个bit的解析度
我送进ADC就是31.25mVrms的杂讯
我ADC的杂讯只有38uVrms根本微乎其微
我送出ADC的解析度仍然是7个bit
所以,你的问题,要从
系统的角度来看
假设你送进ADC的信号,杂讯量比起ADC的杂讯可忽略
你的物理信号解析度应该是4V/38uVrms
也就是2^18*0.4大概是16.多个bit
假设你送进ADC的信号,杂讯量远大於ADC贡献的杂讯
那要看你送进ADC之前的SNDR是多少
就是那一个bit数
注意,当你做一个完整的系统
而不只是单一个ADC时
你永远要注意的
都是物理信号的解析度
而不是ADC的解析度
当一个人在讲他一个sensor系统是几个bit
你必须知道这个sensor input的dynamic range是多少
输出的1个LSB代表多少物理信号
这才真正含有我们需要的资讯
ADC只是signal train的一个element
他只是把类比信号变成数位信号 并额外加了noise而已
我们必须把ADC的几bit翻译成"相当於多少物理信号"
去解读我们最後要的资讯才可以
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 39.1.9.78
※ 文章网址: http://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Electronics/M.1396797026.A.B70.html
※ 编辑: jamtu (39.1.9.78), 04/06/2014 23:14:00
1F:→ mos888tw:意思就是LSB多少可接受 1V也是可以LSB 1uV也是可以LSB 04/06 23:29
2F:推 Baneling:没错... 很多做Analog Front IC的学生都没有noise的观念 04/06 23:33
3F:→ Baneling:去CIC下线做的晶片都很欢乐.... Orz 04/06 23:34
4F:→ Baneling:不过我觉得原po的问题是在ADC设计的观念 他将两个东西搞 04/06 23:36
5F:→ Baneling:混了 1.ADC输入范围 2.ADC本身的解析度是取决於参考电压 04/06 23:36
6F:→ lusitani:简要来说,要由input来订出适用的spec,不知道这样看法 04/07 08:12
7F:→ lusitani:对不? 04/07 08:12
8F:推 bear1991:(跪 04/07 13:31
9F:→ jamtu:对 因为使用者需求就是input的spec 04/07 15:58