【游戏世界】ADC噪声全面分析-02-ADC噪声测量方法和相关参数( 二 )

对于高分辨率ADC ，增加参考电压会增加最大输入动态范围，而输入参考噪声保持不变。这是因为高分辨率ADC噪声性能在很大程度上独立于参考电压。
【【游戏世界】ADC噪声全面分析-02-ADC噪声测量方法和相关参数】对于噪声主要由LSB大小决定的低分辨率ADC ，增加参考电压实际上会增加输入参考噪声，而最大输入动态范围保持大致相同。
下表总结了这些影响。

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因此，为了表征ADC的最大动态范围，大多数ADC制造商指定有效分辨率和无噪声分辨率，并假设FSR最大化。或者，换句话说，如果系统不使用最大FSR（或制造商用于表征ADC的任何FSR），则不应期望达到数据表中指定的有效或无噪声分辨率值。
通过ADC使用1V参考电压来说明这一点， ADC的数据表噪声以2.5V参考电压为特征。继续以ADS127L01为例，下表显示使用2.5V参考电压和极低功耗模式下的2kSPS数据速率可产生1.34μVRMS的输入参考噪声和21.83位的有效分辨率。

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但是，使用1V参考电压会将FSR降低到2V 。可以使用这个2V值来计算新的预期有效分辨率（动态范围），如公式所示：

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更改参考电压会降低ADC的FSR ，进而将其有效分辨率（动态范围）与数据表中的值相比降低1.3位以上。等式概括了这种分辨率损失：

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其中， %利用率只是实际FSR与表征ADC噪声的FSR之比。
虽然这种明显的分辨率损失似乎是使用高分辨率delta-sigmaADC的一个缺点，但虽然FSR正在降低，但输入参考噪声却没有。
因此，建议使用绝对噪声参数或直接测量的参数执行ADC噪声分析。使用绝对噪声参数消除了相对噪声参数对输入信号和参考电压特性的依赖。此外，绝对参数简化了ADC噪声和系统噪声之间的关系。
对于ADC噪声分析，建议使用输入参考噪声。事实上，大多数工程师只谈论有效和无噪声分辨率等相关参数，并且在无法最大化这些值时深感担忧。毕竟，如果需要使用24位ADC来实现16位有效分辨率，就好像在为ADC实际无法提供的性能付出代价。
但是， 16位的有效分辨率并不一定能告诉使用了多少FSR 。可能只需要16位的有效分辨率，但如果最小输入信号为50nV ，将永远无法使用16位ADC解决该问题。因此，高分辨率delta-sigmaADC的真正优势在于它提供的低输入参考噪声水平。这并不意味着有效的分辨率不重要，只是它不是参数化系统的最佳方法。
最终，如果ADC不能同时解析最小和最大输入信号，那么最大化SNR或有效分辨率就无关紧要了。与有效分辨率不同的是，您通常可以从系统规范中直接轻松地推导出ADC所需的输入参考噪声。这一特性使输入参考噪声分析对系统变化更加灵活。此外，它还可以轻松比较不同的ADC ，以便为任何应用选择特定的ADC 。
小结
不同的测量可以量化不同类型的噪声：
要测量交流噪声性能，请使用交流信号应用测试。
要测量直流噪声性能，请使用输入短路测试。
ADC终端应用通常决定噪声测量类型。
噪声通过所有信号链组件引入，通常，假设输入信号等于FSR 。
有两种类型的噪声参数：
相对——使用测量值的比率计算。
绝对——直接测量。
输入参考噪声是ADC分辨率（最小可测量信号）的绝对测量值，无噪声位和有效分辨率是描述ADC动态范围的相对参数。