1、ENOB是有效位数:
对应于AC输入,是一项有关转换器对于AC信号的非线性性能指标,表示一个ADC在特定输入频率和采样率下的动态性能;
2、有效分辨率与无噪声分辨率测量的是ADC在DC下的噪声性能;
☆不要将有效分辨率和ENOB混淆;
3、最好从直流特性入手评估ADC性能,因为ADC的交流参数测试存在多种非标准方法,基于直流特性比较容易对两个IC进行比较。直流特性通常比交流特性更能反应器件的问题;
4、ENOB = (SINAD - 1.76) / 6.02,IEEE标准1057中有关于ENOB的测量方法以及定义;
5、有效分辨率
effective resolution = log2 (FSR / VRMS nosie)
其中,
FSR = full scale range = 2 * Vref / Gain
VRMS nosie = input referred noise voltage (RMS nosie的值一般都会在ADC芯片手册中写出)。
6、无噪声分辨率
也称峰峰值分辨率,是指无闪烁位数,在一些应用下不希望在系统输出时看到码闪烁。例如:电子秤应用,无闪烁位很重要。可以将ADC产生的数字字截断,使得在电子秤监视器上看不到闪烁位。
noise-free resolution = log2(FSR / VP-P nosie)
其中,
VP-P noise = 6.6 * VRMS noise。也有取6 * VRMS noise的,来源于3.3σ。这里取峰值因数C = 6.6 = Vpp-noise / Vrms-noise。
7、示例
使用24bit ADC做了一块板子,测试系统噪声以及在该噪声下的noise-free bit。Adc的参考电压是4.75V,ADC工作在双极性模式;
从图中可以看出系统噪声是8bit,1bit大概是283nv,所以系统的噪声大概是2264nv,这是峰峰值噪声(P-Pnoise)。
根据公式无噪声分辨率nosie-free resolution = log2(FSR / P-Pnosie),FSR = 2 * 4.75 = 9.5V,p-pnosie = 2264nv,无噪声分辨率 = log2(FSR / P-P nosie) = 22bit,这个值越大越好,越大说明设计的这个adc系统静态噪声越小,有效分辨率就越高。
Noise-free resolution = Log2(FSR / VP-P nosie) = Log2(FSR / 6.6 * RMS nosie) = Effective resolution - 2.7。
- 另外,FSR:输入范围,与ADC的PGA设置有关。例如一个24位ADC,PGA增益Gain = 128,±2.5V基准电压。 那么FSR = (vrefp - vrefn) / Gain = 5V / 128 = 39.06mV。如果Gain = 1,则VIN = vrefp - vrefn = 5V