降低 ADC 的参考电压会对精度产生影响吗?

电器工程 ADC 准确性 解决
2022-01-16 21:18:02

关于从论文中获取的以下信息:

在此处输入图像描述

该段落讲述了当 ADC Vref 降低时会发生什么。

上面引用的语句:

请注意,如果您将参考电压降低到 0.8V,则 LSB 将代表 100mV,从而允许您以更高的精度测量更小范围的电压(0 至 0.8V)。

说“更准确”不是错的吗?不应该是“更精确”吗?

(我问是因为如果我不澄清这一点,我会误解其余的一切)

4个回答

我认为精度意味着更多的数字,例如:1.23 V vs 1.2300 V,后者具有更高的精度然而,这并没有说明电压的真实值。可能我的不准确仪表显示 1.2300 V,而实际电压为 1.220000 V

更准确意味着我得到的值更接近真实值。所以我的精确仪表会显示:1.221 V,而实际值为 1.220000 V。

所以 1.221 V 的精度更高(但精度更低)

尽管

1.2300 V 具有更高的精度(但精度较低)。

在 ADC 示例中,数字量(不同读数)保持不变:8 个读数。因此,无论参考电压是多少,精度都不会受到影响。虽然随着参考电压的降低,精度确实会提高,因为 LSB 间隔会随着 Vref 的降低而变小。这意味着实际测量的电压与ADC输出的值(量化误差)之间的误差值会变小。

另外:相反,“精度”工程师更经常使用“分辨率”。

说“更准确”不是错的吗?不应该是“更精确”吗?

哦,很好。知道区别的人。

在某种程度上,是的,准确度更高。但可能不是您降低参考电压的比率,而是随着您的降低而减少。ADC 中的一些误差源位于前端,基本上以输入电压的形式反射回来。但是——主要是针对 SAR ADC——ADC 中的一些误差源存在于转换本身中。

对 SAR 转换器操作的一个非常简化的描述是,它对答案做出有根据的猜测,将它们应用于 DAC,并将生成的模拟信号与输入进行比较。ADC 的非线性(增量和积分)几乎完全来自内置 DAC,降低参考电压应成比例地降低这些误差的幅度。

降低参考电压仅仅意味着数字值之间的“步长”的大小减小了。这以范围为代价提高了转换器的分辨率,但如果测量范围受到类似限制,则提高的分辨率是一个好处。

我不希望更改参考电压会对精度产生影响,除非在某些情况下,当您将参考电压设置为或接近电源电压时,范围上限的线性度在某些情况下可能会受到影响(这DAC 可能比 ADC 更成问题)。

ADC 或 DAC 的精度由 3 个部分组成:偏移、线性度和噪声。实际上,偏移量是零伏特与实际导致零读数的任何电压之间的差异。线性度是整个数字范围内步长的一致性。噪声是连续多次读取相同输入时可以预期的变化量。正如我之前所说,我不希望改变参考电压会影响除线性之外的任何这些。

使用较小的 Vref,ADC 的比较器将有较小的电压用于做出决策,因此误差(差分非线性)会发生变化。

您将有相同的 # 位,但积分线性和微分线性变得不可预测恕我直言。

此外,随机噪声和电源抑制变得更加重要。如果通过电荷分裂等方式执行逐次逼近,那么电容器的大小(二进制加权?)很重要。使用

Vnoise = sqrt (K * T /C)

您将计算出 10pF 电容器的总集成随机噪声为 20 微伏 RMS,或在 1PPM 级别下约为 130 微伏峰值峰值。随着电容变小,例如 0.1pF,PeakPeak 噪声现在是 sqrt(10p/0.1p) 或 sqrt(100) 或 10 倍以上的随机噪声,即 1,300 微伏。