ADC 信噪比的分析及高速高分辨率 ADC 电路的实现在雷达、导航等军事领域中,由于信号带宽宽(有时可能高于10MHz),要求 ADC 的采样率高于 30MSPS,分辨率大于 10 位。目前高速高分辨率 ADC 器件在采样率高于 10MSPS 时,量化位数可达 14 位,但实际分辨率受器件自身误差和电路噪声的影响很大。在数字通信、数字仪表、软件无线电等领域中应用的高速 ADC电路,在输入信号低于 1MHz 时,实际分辨率可达 10 位,但随输入信号频率的增加下降很快,不能满足军事领域的使用要求。针对这一问题,本文主要讨论在不采纳过采样、数字滤波和增益自动控制等技术条件下,如何提高高速高分辨率 ADC 电路的实际分辨率,使其最大限度地接近 ADC 器件自身的实际分辨率,即最大限度地提高 ADC 电路的信噪比。为此,本文首先从理论上分析了影响 ADC 信噪比的因素;然后从电路设计和器件选择两方面出发,设计了高速高分辨率 ADC 电路。经实测表明,当输入信号频率为 0.96MHz 时,该电路的实际分辨率为 11.36位;当输入信号频率为 14.71MHz 日寸,该电路的实际分辨率为 10.88 位。1 影响 ADC 信噪比因素的理论分析ADC 的实际分辨率是用有效位数 ENOB 标称的。不考虑过采样,当满量程单频理想正弦波输入时,实际分辨率可用下式表示:ENOB=[SINA0(dB)1.76]/6.02 (1)式中,SINAD 表示 ADC 的信噪失真比,指 ADC 满量程单频理想正弦波输入信号的有效值与 ADC 输出信号的奈奎斯特带宽内的全部其它频率重量(包括谐波重量,但不包括直流允量)的总有效值之比。ADC 的信噪比 SNR,指 ADC 满量程单频理想正弦波输入信号的有效值与 ADC 输出信号的奈奎斯特带宽内的全部其它频率重量(不包括直流重量和谐波重量)总有效值之比。由此可知,当 ADC 的总谐波失真 THD 一定时,有效位数 ENOB 取决于 SNR;ADC 的 SNR 越高,其有效位数 ENOB 就越高。下面就来分析影响 ADC 信噪比 SNR 的因素。理想 ADC 的噪声由其固有的量化误差(也称为量化噪声,如图 1所示)产生。但实际使用的 ADC 是非理想器件,它的实际转换曲线与理想转换曲线之间存在偏差,表现为多种误差,如零点误差、满度误差、增益误差、积分非线性误差 INL、微分非线性误差 DNL 等。其中,零点误差、满度误差、增益误差是恒定误差,只影响 ADC 的绝对精度,不影响 ADC 的 SNR。INL 指的是在校准上述恒定误差的基础上,ADC 实际转换...