金子闪光的未必都是金子！仔细阅读相关数据手册数据，正确选择部件
应用工程师经常会重复回答不同客户提出的相同问题 ， 尤其是客户针对应用进行器件选型相关咨询时 。 我们注意到客户进行器件选型时有一个误区 ， 他们往往过于依赖数据手册中的所谓“数据表” 。 我是说令人心动的规格 。 “哇！那个ADC的信噪比好高！”这就是客户面对高信噪比ADC时的反应 ， 他只注意到这个比较突出的特性 ， 却忘记考虑其他重要的数据规格 。 接下来我们还会谈到其他常见的问题 ， 以及如何为您的应用选择合适的器件 。
我最近遇到一个客户案例 ， 他需要一个适合地震和振动相关应用的ADC 。 他知道自己需要一个具有高信噪比(SNR)和良好总谐波失真(THD)的ADC ， 并且认为信噪比高于110 dB就可以 。 由于振动传感器会输出不断变化的交流电压信号并叠加于直流电压信号上 ， 因此我们需要一个高性能、高分辨率ADC ， 它必须具有高信噪比才能正确获取数字信号 ， 而不会受到振动相关应用中噪音的太大影响 。 客户在选择器件时 ， 通常是在第三方网站根据需求进行参数搜索来筛选出一些器件 ， 然后只查看每个产品的主页及其产品说明 ， 随之就会被数据手册中描述产品亮点的第一页所吸引 。 通常 ， 数据手册的内容要复杂得多 ， 除了首页亮点之外 ， 还需要进行深入的研究 。 这位客户也看了ADI的一款精密ADC AD7768的首页 ， 发现它的信噪比只有108 dB（动态范围和信噪比都反映了有效值噪声 ， 由于它们成正比 ， 几乎可以同等对待） 。
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图1.ADI的一款精密ADC（AD7768/AD7768-4）数据手册的首页 。
这位客户的反应是 ， “哦！这款ADC绝对不适合我的应用 。 它的信噪比只有108 dB！”继续往下滚动 ， 他发现另一个表格 ， 如图2所示 ， 其中显示了两个不同滤波器的信噪比 。
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图2.AD7768/AD778-4的技术规格表
他总结道：“好吧...我可以使用sinc5滤波器来得到111 dB信噪比 。 但我最近从另一家公司看到了另一款产品 ， 它的信噪比高于115 dB ， 我应该选择后者 。 ”
等一下！这样比较是错误的 。 在确定ADC运行速度的输出数据速率(ODR)和确定分辨率以及输出噪声的信噪比之间存在取舍关系 。 1 ODR越高 ， 信噪比越小 ， 反之亦然 。 因此 ， 每个ODR对应于一个信噪比值 。 首先一定要确定所需的输出速率 ， 然后根据相应的信噪比值比较ADC 。 这位客户将一个在256 kSPS下信噪比为108 dB的器件和ODR仅为1 kSPS时信噪比超过115 dB的另一个器件进行比较 。 因此 ， 虽然基于首页数据 ， 看起来一种产品比另一种产品的信噪比要低 ， 后者更适合特定应用 。 但是 ， 这样比较数据并不准确 。
从图3中可以看到 ， 随着ODR增加 ， 有效值噪声也增加 ， 并影响数字信号值 ， 从而降低其信噪比 。 图4显示AD7768数据手册中的一个屏幕截图 ， 可以看到 ， 宽带和sinc5滤波器配置在1 kSPS ODR下的信噪比分别是123.88 dB和126.89 dB ， 远远高于在该ODR下竞争器件的信噪比 。
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图3.输出数据速率与有效值噪声
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图4.AD7768/AD7768-4的噪声性能和ODR 。
选择器件之前必须谨记以下几点：
·务必选择适用于工作条件的相关规格 。 在确定哪款器件适合之前 ， 一定要比较VREF、VDD、功耗、工作模式、工作温度范围和一些其他规格 。 信噪比值本身取决于以上所有参数 ， 必须根据应用要求来确定这些参数 ， 不能仅凭数据手册的第一页来选择信噪比值 。 图5显示在不同的VREF电压和不同温度下 ， AD7768的有效值噪声以及信噪比值有何不同（有效值噪声与信噪比成反比） 。 其他参数也有类似的不同 。
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