ADC

<strong>作者：Anton Patyuchenko</strong>

Wilhelm Conrad Rötgen于1895年发现了X射线，让他获得了第一个诺贝尔物理学奖，也为医疗成像领域奠定了基础。自那以后，X射线技术已经发展成为一门广泛的科学学科，从最广泛的意义上说，它是指众多用于人体内部的无创可视化技术。

本文讨论一些主要的现代医疗成像系统，这些系统虽然运用完全不同的物理原理和处理技术，但都有一个共同点：采用模拟数据采集前端进行信号调理，并将原始成像数据转换到数字域。

这个微小的前端功能模块虽然深藏于复杂机器内部，但其性能却会对整个系统的最终图像质量产生至关重要的影响。它的信号链包括一个检测元件、一个低噪声放大器(LNA)、一个滤波器和一个模数转换器(ADC)，而后者为本文讨论的主题。

在医疗成像领域的电子设计中，数据转换器的动态范围、分辨率、精度、线性度和噪声要求带来了最严苛的挑战。本文讨论在不同成像模式环境中的这些设计挑战，并概述了能够实现最佳工作性能的高级数据转换器和集成解决方案。

<strong>数字射线照相</strong>

Ʃ-&型模数转换器广泛用于需要高信号完整度和电气隔离的电机驱动应用。 虽然Σ-Δ技术本身已广为人知，但转换器使用常常存在不足，无法释放这种技术的全部潜力。本文从应用角度考察Σ-Δ ADC，并讨论如何在电机驱动中实现最佳性能。

<a href="http://adi.eetrend.com/files/2019-03/wen_zhang_/100018196-62566-2925242…; style="color:red;">详文请阅：Σ-Δ型ADC和DAC</a>

<strong>David Robertson和Gabriele Manganaro ADI公司</strong>

不断丰富的高速和极高速ADC以及数字处理产品正使过采样成为宽带和射频系统的实用架构方法。半导体技术进步为提升速度以及降低成本做出了诸多贡献（比如价格、功耗和电路板面积），让系统设计人员得以探索转换和处理信号的各种方法——无论使用具有平坦噪声频谱密度的宽带转换器，或是使用在目标频段内具有高动态范围的带限∑-Δ型转换器。这些技术改变了设计工程师对信号处理的认识，以及他们定义产品规格的方式。

噪声频谱密度(NSD)及其在目标频段内的分布,能够让其在数据转换过程中更好的被滤除。

比较在不同速度下工作的系统，或者查看软件定义系统如何处理不同带宽的信号时，噪声频谱密度(NSD)可以说比信噪比(SNR)更为有用。它不能取代其他规格，但会是分析工具箱中的一个有用参数指标。

我的目标频段内有多少噪声？

数据转换器数据手册上的SNR表示满量程信号功率与其他所有频率的总噪声功率之比。

<strong>Joe Sousa、Andrew Thomas、Clement Wagner、Mark Thoren</strong>

工程师常常认为模数转换器输入端为高阻抗。在不进行转换时，直接采样SAR ADC输入端通常为高阻抗，但在采样开始时会产生电流的“尖峰”。平均而言，这种行为可以建模为一个粗略的非线性电阻，它与样本电容大小和采样率成反比，但必须能够在采集结束和转换开始之前立即完全建立信号链以响应这种误用。将信号链耦合到ADC是一种惯例，通常需要将理论和实验相结合。相比之下，LTC2358系列多通道缓冲高压SAR ADC提供真正的高阻抗输入，在许多情况下简化或消除了信号调理的需要。当需要信号调理时，可以直接连接到LTC2358输入端，无需考虑其驱动开关电容的能力。下面的电路展示了一些利用LTC2358输入的特性的应用。

<strong>Jakub Szymczak</strong>

影响数据采集系统的主要因素包括：速度、精度、功耗、封装尺寸和元件成本，其中哪些会成为关键因素取决于应用场合。本文介绍如何使用单个运算放大器来驱动 8 信道数据采集系统中的 ADC，从而减少整个系统的成本和尺寸。

AD7329 八信道、12 位加符号位、1 MSPS ADC 拥有真正的双极输入以及四个可独立编程、可通过软件选择的输入范围：±4×VREF、±2×VREF、±VREF 和 0-to-4×VREF。它采用灵活的设计，经配置后可以满足各种各样的应用需求。如图 1 所示，AD7329 由 8 信道多路复用器以及随后的采样保持和逐次逼近 ADC、信道序列器、2.5 V 基准电压源和 SPI 兼容接口组成。

<strong>Maithil Pachchigar Applications Engineer Analog Devices, Inc. Richard Liggiero 总工程师
LTX-Credence</strong>

<strong>摘要</strong>

设计中选择高分辨率ADC时，经常需要了解一些数据手册中通常可能不会公布的特性数据，例如，全部代码范围内的转换器噪声性能。在数据手册中，您不一定能找到这一规格。幸运的是，设计人员现在有一款工具可以分析ADC的这些数据以及其他参数，并从系统角度出发评估转换器的真正性能。

ATE系统制造商LTX-Credence (LTXC)开发了“特征分析”工具集，可分析诸如AD7960之类的转换器产品；这类产品针对高端仪器仪表和ATE设计。该工具集设计用于需要仔细分析传递函数或根据全部代码(而非典型短路输入)范围内或处于其他几个独特的转换器电平时的性能直接测量输出的系统。

* 探讨设计工程师应考虑哪些组件器件级因素，主要侧重于转换器
* 探讨设计工程师如何使用各种软件工具简化选型、评估和整体系统设计

<strong><a href="http://adi.eetrend.com/files/2018-11/wen_zhang_/100015648-52511-05-03pr…：让精密信号链设计更容易</a></strong>

将ADC驱动器规格与ADC相匹配

* 将信号从信号源传输到转换器
* 根据需要调理信号以优化ADC性能
* 转换到平衡状态
* 放大或衰减，使信号占用ADC的大部分输入范围
* 保留或转换直流电平
* 带宽限制
* “在以上过程中，应将损害降至最小
* 将增加的失真、噪声和建立时间误差降至最低，这些都是重要特性
* 保护带内频率响应
* 防止不良失调
* 使功耗保持最低
* 总是存在速度与功耗的权衡
* 我们不希望驱动器的功耗是ADC的数倍
* 将成本降至最低
* 我们不希望驱动器的成本是ADC的许多倍