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作者：Bonnie Baker，德州儀器 (TI) 高級工程師 系統重復性不同于系統精確度。利用系統重復性，您可以對比逐個(gè)轉換的數據。幫助定義可重復性的規范就是噪聲。就單個(gè)模擬器件而言，例如：可編程增益放大器 (PGA) 或者驅動(dòng)放大器的ADC等，您可以利用比器件帶寬低十倍頻的高頻噪聲密度性能，然后乘以該值，再乘以閉環(huán)帶寬和(π/2)的平方根。(π/2) 平方根的倍數代表器件帶寬以外區域的噪聲。 
方程式1: RMS放大器噪聲 計算系統的總噪聲時(shí)，您可以使用一個(gè)方和根 (RSS) 公式，組合電路輸入端的這些噪聲源。
方程式2：總體RMS系統噪聲 如果您僅允許二分之一比特誤差，則您會(huì )發(fā)現PGA-SAR系統使用高達16V/V的模擬增益才能達到12比特可重復性性能。請注意，本電路中 PGA116和OPA350的10kHz rms噪聲密度為12 nV/√Hz和5 nV/√Hz。對ADC噪聲的貢獻度等于26.9 μVrms。 表1 PGA-SAR和ΔΣ系統的基線(xiàn)數據加可重復性誤差
PGA-SAR系統無(wú)法使用16V/V以上的PGA增益達到12比特級別的可重復性（參見(jiàn)表1）。那么，Δ-Σ系統會(huì )怎么樣呢？ 當談及噪聲時(shí)，Δ-Σ轉換器可讓板設計人員從冗長(cháng)乏味的模擬計算中解放出來(lái)。就我們所使用的器件 (ADS1258) 來(lái)說(shuō)，有效分辨率為19.5比特。在一個(gè)5V系統中，19.5比特分辨率轉換成可重復伏特也就等于12 μVrms的噪聲。無(wú)論Δ-Σ轉換器的過(guò)程增益（參見(jiàn)圖1）如何，12 μVrms噪聲級別可應用于轉換器所有增益的性能。這與PGA增益影響噪聲級別的PGA-ADC電路不同。 如果我們從輸入的角度來(lái)研究Δ-Σ系統，我們便能理解系統最低有效位 (LSB) 的大小。過(guò)程增益為1時(shí)，RTI系統LSB大小等于1.22mV，且噪聲級別為12 μVrms。隨著(zhù)過(guò)程增益的增加，系統LSB大小下降，同時(shí)參考輸入 (RTI) 噪聲保持恒定。例如，過(guò)程增益為128時(shí)，理論RTI LSB系統大小為9.54μV，而Δ-Σ轉換器的噪聲級別仍然為12μVrms。
圖1 24位Δ-Σ轉換器的過(guò)程增益 如果我們在表1（第6列和第7列）所示噪聲方面研究Δ-Σ轉換器系統，我們會(huì )看到一個(gè)具有高達32過(guò)程增益的較好12位系統。 PGA-SAR系統重復性產(chǎn)生了一種12位現成的解決方案，其模擬增益為1到16 V/V。Δ-Σ系統重復性產(chǎn)生了一種過(guò)程增益為1到32的12位現成解決方案。在這一評估中，Δ-Σ系統稍稍勝過(guò)PGA-SAR系統的噪聲性能。 參考文獻 •《SAR和Δ-Σ ADC吞吐時(shí)間對比》，作者：Baker, Bonnie。 •《最佳解決方案帶來(lái)精確度》，作者：Baker, Bonnie。 •《系統決定ADC選擇還是技術(shù)決定ADC選擇》，作者：Baker, Bonnie。 |
