真實世界的應(yīng)用需要真實世界的物理連接，一般來說，這意味著模擬信號要在系統(tǒng)內(nèi)的某處被數(shù)字化處理，以便于微處理器、asic或FPGA采集數(shù)據(jù)并做出決策。

基本選用標(biāo)準(zhǔn)

真實世界的應(yīng)用需要真實世界的物理連接，一般來說，這意味著模擬信號要在系統(tǒng)內(nèi)的某處被數(shù)字化處理，以便于微處理器、ASIC或FPGA采集數(shù)據(jù)并做出決策。當(dāng)選擇一款模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）時，大多數(shù)設(shè)計師似乎只關(guān)注幾個主要標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計下一代便攜式、低功耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時，諸如功耗等規(guī)范也許至關(guān)重要，但大多數(shù)情況下，工程師是基于下面這些因素來選擇一款ADC：數(shù)字接口（SPI、I2C和并行接口等）、分辨率（需要的有效位）、要求的轉(zhuǎn)換速度、ADC架構(gòu)、輸入結(jié)構(gòu)。其他的選擇標(biāo)準(zhǔn)通常包括功耗考慮（工作和休眠模式）以及是否集成了參考電壓等。此外，工程師還常常考慮系統(tǒng)友好特性，比如：為數(shù)據(jù)數(shù)字化處理集成的fifo、集成的可編程增益放大器（PGA），或連接到串行總線的通用I/O等。

數(shù)字接口選擇

ADC的數(shù)字部分通常是個基本標(biāo)準(zhǔn)，這是因為數(shù)字系統(tǒng)的實現(xiàn)可能會受制于可用的某些接口種類以及所需的數(shù)據(jù)傳輸速率。例如，當(dāng)將一個ADC連接到你喜愛的微控制器時，這個ADC也許只有一個I2C接口可用。對更高速率或更高分辨率的ADC來說，并行接口可能是迅速傳送大量數(shù)據(jù)的最簡單方式，如可在FPGA內(nèi)運行的數(shù)字濾波就是這種需大

量數(shù)據(jù)傳送的應(yīng)用。

精密ADC可支持3種主要接口類型——雙線（或I2C）、三線（或SPI）以及并行接口，每種接口都有各自優(yōu)劣勢。高速ADC（大于10Msamples/s）也可提供用于連接到FPGA的高速串行連接的低電壓差分信令（LVDS）。雙線或I2C接口的引腳數(shù)少，封裝尺寸也小。也就是說數(shù)據(jù)傳輸只用兩個引腳，這使得它可在極小的封裝內(nèi)獲得最多通道數(shù)。例如，對一個8引腳封裝來說，其中兩個是接口引腳，兩個是電源引腳，其余4個引腳可用作模擬輸入。例如，美信的MAX11613四通道、12位ADC就采用micro-max 8引腳封裝。這些小型器件使它們成為消費應(yīng)用和系統(tǒng)電源監(jiān)控應(yīng)用的理想選擇。（I2C與電源管理SMBus協(xié)議非常相似。）此外，由于基于I2C的ADC能在每單位面積上提供更多通道數(shù)，所以通常被利用3軸加速度計和陀螺儀的游戲控制器和航位推算系統(tǒng)等空間受限的應(yīng)用所采用。然而，I2C接口的數(shù)據(jù)傳輸速率慢，且難以隔絕。I2C接口的數(shù)據(jù)引腳是個雙向集電極開路腳。因此，在諸如醫(yī)療應(yīng)用等系統(tǒng)出于噪聲隔離或安全等需要，要求進(jìn)行（光）隔離的場合，采用I2C就很困難。此外，基于I2C的系統(tǒng)速度將較慢，其最高數(shù)據(jù)傳輸速率通常不超過3.4Mbps。三線接口和SPI提供一種能支持100Mbps（理論上）的全雙工、高速總線。此外，如果把多個ADC（或其它SPI器件）連接在一條總線上，可以將其級聯(lián)起來。例如，可在單一隔絕的SPI總線上，將8個MAX11040組合成32信道，用于電網(wǎng)應(yīng)用。此外，SPI支持簡單且有成本效益的（光）隔離。這種方法在FPGA內(nèi)實現(xiàn)同樣相對容易，但它所需的管腳比I2C多。并行接口具有高吞吐量以及邏輯控制接口簡單的特點，這很適合FPGA。遺憾的是，并行接口也需要很多管腳。

分辨率

固有的ADC誤差、信號幅度、最低有效位（LSB）步長以及動態(tài)范圍等要求，會使“需要多少位”這個小問題變得復(fù)雜。例如，簡單的系統(tǒng)電壓和電流測量，可能只需要8、10或12位ADC。但是，測量典型的電阻橋配置內(nèi)的傳感器，可能需要24位的Σ-ΔADC器件才能在很大的總體信號中檢測出小的信號變化。常用dB（分貝）代表分辨率，dB提供了ADC整體信噪比（SNR）的一個近似（也即體現(xiàn)出它能從傳感器或系統(tǒng)噪聲背景中解析出多么小的信號）。分辨率的每一位約為6dB。因此，理論上，12位ADC應(yīng)該有大約72dB的SNR?，F(xiàn)實中，很多因素限制了信噪比，一款SNR為70dB或更高的12位ADC就很不錯了。

ENOB=（SINAD–1.76）/6.02

ADC供應(yīng)商以如下兩種常見形式之一引述該指標(biāo)：有效位數(shù)（ENOB）或信噪比和失真（SINAD）。這兩種形式是相關(guān)的。ENOB的一種定義是：ENOB=（SINAD-1.76）/6.02其中所有值都以dB表示。SINAD就是在剔除dc項后，所要的信號（基本）與所有失真和噪聲之和的比。因此：SINAD=（rms信號/rms噪聲）在線性完美（無失真）但有嘈聲的系統(tǒng)中，SINAD和SNR可以互換。我們以簡單的12位、單通道ADCMAX1240為例。數(shù)據(jù)表給出的最壞情況下的SINAD為70dB，因此，按照上述公式，我們可得到ENOB：ENOB（MAX1240）=（70-1.76）/6.02=11.34位。噪聲源和諧波可對ADC的品質(zhì)造成傷害。許多系統(tǒng)和ADC都面臨這種情況。