ENOB跟有效分辨率哪一个对ADC分辨率更重要?

您可能知道,enob(“有效位数”)和有效分辨率都是与adc分辨率相关的参数。了解它们之间的差异,确定哪一个更相关,是adc用户和应用工程师经常感到困惑和争论的主题。
您认为哪一个更重要?
adc的分辨率位数(n)决定adc的动态范围(dr),dr表示adc可以测量的输入信号电平范围。dr通常以(db)为单位,定义为:
注意,由于给定时间窗口上的信号的rms幅值取决于信号幅值在该时间窗口上如何变化,所以adc的dr根据输入信号特性而改变。对于其满量程范围(fsr)上的恒定直流输入,理想的n位adc分别测量fsr和fsr/2n的最大和最小rms幅值。因此,adc的dr为:
类似地,对于随adc的fsr而变化的正弦输入,理想的n位adc测量的rms最大值为(fsr/2)/√2。正弦输入的可测量rms最小幅值受量化误差限制,该量化误差值约为lsb一半或fsr/2n+1的锯齿波。振幅为a的锯齿波形的rms振幅为a/√3。因此,正弦输入理想adc的dr为:
实际上,adc的误差会降低dr。事实上,根据输入信号特性,当输入信号接近其最小值时,adc输出会有不同类型的误差。
对于恒定直流输入,adc的输出误差主要是所谓的“转换”噪声,由adc、驱动器、电源等固有的宽带热噪声组成。如果adc没有总线性度(dnl)问题,则转换噪声在adc输出端产生近似高斯的代码分布。
图1:恒定直流输入adc输出代码直方图
该直方图的标准差(σhisto)对应转换噪声的rms值。对于σhisto>1 lsb,adc的直流dr降至:
降低的分辨率或有效分辨率可以通过(2)和(4)计算:
类似地,对于时变输入,除了降低dr的转换噪声之外,adc的输出还包含动态误差,即量化噪声和失真。更改的dr通常称为sinad,重新计算的adc分辨率称为enob。因此,
总之,依据输入是交流还是直流信号,特定的adc可以有不同的dr和分辨率。因此,对不同的输入条件,对应的adc分辨率有独立的标准——交流输入的enob,直流输入的有效分辨率。当然,决定哪个更合适取决于您的应用。

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