ad转换器的主要指标如下。 (1)分辨率(resolution)。指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量,定义为满刻度与2n的比值。分辨率又称精度,通常以数字信号的位数来表示。 (2)转换速率(conversion rate)。是指完成一次从模拟转换到数字的ad转换所需的时间的倒数。积分型ad的转换时间是毫秒级属低速ad,逐次比较型ad是微秒级属中速ad,全并行/串并行型ad可达到纳秒级。采样时间则是另外一个概念,是指两次转换的间隔。为了保证转换的正确完成,采样速率(sample rate)必须小于或等于转换速率。因此习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。常用单位是ksps和msps,表示每秒采样千/百万次(kilo / million samples per second)。 (3)量化误差(quantizing error)。由于ad的有限分辨率而引起的误差,即有限分辨率ad的阶梯状转移特性曲线与无限分辨率ad(理想ad)的转移特性曲线(直线)之间的最大偏差。通常是1个或半个最小数字量的模拟变化量,表示为1lsb、1/2lsb。 (4)偏移误差(offset error)。输入信号为雷时输出信号不为零的值,可外接电位器调至最小。 (5)满刻度误差(full scale error)。满刻度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。 (6)线性度(lineafity)。实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移,不包括以上3种误差。 ad的其他指标还有绝对精度(absolute accuracy)、相对精度(relative accuracy)、微分非线性、单调性和无错码、总谐波失真(thd,total harmonic distotortion)和积分非线性等。 对于ad转换器,选取的标准主要决定于采样频率和位数,以及价格、供货周期、应用情况等其他因数。生产高速ad的主要厂家有ad公司、maxim公司以及ti公司(也就是bb公司)。这三家公司在高速ad上的产品种类不是很多,根据对各种ad芯片的查阅,选择ti公司的ad转换芯片ads5422。 ads5422是14bit的最高采样频率可达62msps的高速ad转换芯片,采用单- 5v电源供电,在采样频率为10m时其最大动态范围为82db,最高信噪比达到72db,其数字量输出可以直接和5v或者3.3v的cmos芯片连接,模拟量输入的峰峰值为4v,可以直接输人0.5~4.5v的模拟量,封装形式为64脚的扁平四方封装,目前ti的官方报价为29美元/片(一次购买千片以上的单价)。国内也有该芯片出售,国内价格在300元左右。 14bit的ad转换适应信号的范围为10lg(214)db=42db,基本上可以适应各种应用场合。ads5422的采样频率的大小由其输人时钟决定,输入时钟的范围可以在16ns~1μs,输人时钟为16ns时对应采样频率为62mhz,ad可以接受3v或者5v的ttl或者cm0s电平。dsp可以提供该时钟信号,并且可以软件设置输人时钟的各种特征量,包括时钟频率、高电平宽度等,基本上可以满足ad5422对时钟信号的要求。这里确定ad的实际采样频率为60mhz。这样,一秒钟内采样的数据量为50m个,由于dsp系统无法及时处理这些数据,在数据处理之前,必须将这些数据保存起来,使用Πfo保存1m个数据,也就是20ms内的采样数据,1m个数据采集结束开始信号处理。由于高速ad采样导致信号不稳定,甚至出现错误。将设计多层板,加强布线的合理性,从电路板上尽可能去除干扰;其次提高算法的效率,节省计算时间。 和ads5422功能接近的其他型号的ad还有ad公司的ad9244。和ads5422相比,两者数据位数都是14bit,在信噪比上两者相近,时钟输入和操作方法相近,电源都是5v,输出数字信号都可以和3.3v的芯片兼容;其主要优点是功耗是ads5422的一半,500mw;其主要缺点是输人模拟电压峰峰值为ads5422的一半,只有2v。 ad公司其他的高速ad芯片还有ad6644,为其早期产品,操作方法和ads5422、ad9244不一样,ad6644功耗达到1.3w。和ad9244相比,没有什么优点,ad9244是其替代产品。 高速ad的另外一个厂家maxim公司也有一批高速ad产品,但采样频率在40mhz以上没有14bit数据的ad,其产品优势主要集中在中速ad上。