谈一谈我所理解的ADC_精度_半导体

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来自ISSCC

我们知道ADC最主要的三个指标是速率，精度和功耗。
无论何种ADC，功耗当然是越低越好，同等性能下功耗越低，代表效率越高。

而速率精度则不是越高越好，而是要根据详细的运用来定。
譬如心脏起搏器电路，一个很低速的ADC就能达到哀求，实际设计了一个采样率为GHz的ADC，一者本钱高，二者功耗也大，范例杀鸡用牛刀。

对旗子暗记进行处理存储传输等，是当代社会必备的环节，极大部分以上的事情是由数字电路来完成，以是将仿照旗子暗记转换成数字，也就成为了必须。
那么可以这样说，有旗子暗记的地方，就须要集成电路，有集成电路的地方，大概率须要ADC。

可见ADC的运用是非常广泛的，下面根据精度速率的哀求，ADC可以大体分成以下几类（但又不限于这几类）。

一是音频旗子暗记，它是对精度哀求极高的一种运用。
我们的耳朵，对付谐波失落真和信噪比是非常敏感的，尤其是谐波旗子暗记，以是这类ADC的设计的SNDR至少要达到80dB以上。

一个段子是这样说的，要评价你设计的ADC好不好，可以让一个音乐家来听一下采取你的ADC的音响，如果他说没毛病，那你的ADC肯定是不错的。

再者是物联网，移动感知，生物感知等。
这些包含的运用非常广泛，包括万物互联，车载芯片，生物监测等等。
这一类运用涵盖的精度和速率哀求很宽，但大体上来说，对精度和速率哀求不高，因此很多种类的ADC都可以采取，SAR ADC是一个紧张的构造。

对付中等速率，比较高的精度来说，集中在数字成像和医疗成像等运用。
无线传输运用中，为了得到更小的延迟，对速率哀求很高，精度可以略微的降落，譬如当下的5G以及正在发展的6G等。
有线传输为了在极短韶光内完成大量的数据传输，对速率哀求极高。

可以看出一方面随着社会的发展，新需求不断被挖掘，对ADC性能的哀求越来越高，另一方面来说，根据详细的运用需求，采取得当的构造，设计合理的指标，才会取得最高的性价比。

ADC设计是一个主要而又综合的设计，须要考虑诸多的成分，譬如工艺的选择，精度的哀求，功耗的哀求，速率的哀求等等。
而ADC家族又有很多种构造，以是在实际设计时，须要从设计哀求和构造特点两方面入手来决定。

高精度ADC，在丈量和仪器设备或者音频中有着广泛的运用，它们对信噪比和线性度有着极高的哀求，如果精度不足，表现在运用时效果就会比较差。

上图是对各种的ADC的一个汇总，可见delta sigma ADC达到了最高的精度。
我们知道delta sigma ADC分为连续型，离散型，增量型，适当的设计都可以达到很高的精度，而又属增量型delta sigma得到的精度最高。

流水线ADC虽然精度上比delta sigma差一点，但它能在达到比较高精度的同时，达到很高的速率，这是很大的上风。

SAR ADC一样平常来说的话，达到高精度或者高速率是比较困难的，但是采取了韶光交织技能，仍旧能达到很高的速率，以大的采样电容和高的功耗的代价，也能达到很高的精度。

图片均来自ISSCC2022

从功耗的角度，三种ADC都有各自的上风，SAR ADC在中低等精度下是能量效率最高的，流水线ADC则在中等精度下能量效率好，delta sigma ADC是在高精度下能量效率遥遥领先。
须要指出的是，各种ADC之间的重叠是非常的大的，而且各种ADC稠浊，得到更好的综合性能也是一种趋势。

还有要解释的是，这是比较常见的ADC，当然还有各种各种的其它的架构，由于它们三个比较范例，以是进行谈论和比较。