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快快电电⼦⼦期期末末50题题参参考考答答案案

快电⼦学Questions解答

1.模拟信号转化为数字信号要实现时间轴上的离散化幅度上的量化，请简要叙述根据被

采样信号的特点如何从上述两个⽅⾯来选择合适的ADC？

答：由于采样速率≤ADC转换速率，ADC按信号采样率即时间轴上的离散化程度可选择：快闪型(flash)、流⽔线型(pipelined)、Σ-Δ

型、逐次⽐较型(SAR)、积分型。其中积分型速度最慢，适合采样率低的信号。根据幅度上的量化即按分辨率选择，由⾼到低有：

Σ-Δ型、逐次⽐较型(SAR)、流⽔线型(pipelined)、积分型、快闪型(flash)

2.简述量化噪声的特点？它与ADC的分辨率有何关系？

答：

如果采样频率满⾜采样定理，则量化是A/D转换过程的唯⼀误差来，源它会使ADC分辨率变差

3.简述Nquist采样定理？

答：

4.量化噪声与被采信号的RMS值有何关系？如何调理被采信号ADC的输⼊动态范

围适配？

答：（RMS值即均⽅根）

信噪⽐

5.在信号采样——处理——信号重建过程中，防混叠滤波器信号重建滤波器应处在什么

位置？分别有何作⽤？

答：

可见防混叠滤波器应在采样之前，信号重建滤波器应在数字信号处理之后；

防混叠滤波器可确保采样后不出现混叠现象，信号重建滤波器可由离散信号恢复出连续时间信号。

6.什么是ZOH波形重建？ZOH重建器中的信号重建滤波器理论上应该具有什么特

点？

答：利⽤ZOH滤波器进⾏波形重建，其脉冲响应为

，

频率域为；

理论上应具有低频部的幅度响应平坦、⽆⾼频响应、线性相位的特点。

7.说明逐次逼近型ADC（Successive-approximationADC）的原理特点？

逐次⽐较型AD由⼀个⽐较器DA转换器通过逐次⽐较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每⼀位将输⼊电压与内置DA转换器输出

进⾏⽐较，经n次⽐较⽽输出数字值。

特点：仅包括⼀个⽐较器，⼀个DAC，⼀个SAR⼀个逻辑控制单元

⼯作采⽤频率1MSPS，功耗⼩，成本低

模拟设计强，输⼊带宽低，采样率低

8.说明积分型ADC（IntegrationADC）的原理特点？

将输⼊电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值

积分器对输⼊电压积分⼀个固定时间间隔，结束后将积分器切换到输⼊信号极性相反的参考电压上，放电直⾄输出为0.

电路简单，速率⾮常慢，输⼊带宽低、可以去除⾼频噪声

9.说明流⽔线ADC（PipelineADC，Sub-rangingADC）的原理特点？

原理

特点

10.画出基于1.5bit/Stage的四级PipelineADC的原理⽰意图，其中的数字校正处理的作

⽤是什么？

上图中m=1.5，N=4。数字校正处理⽤于克服每级⼦ADC中的失调⾮线性。（见上题第⼀个解答最后⼀句）

11.简述Σ-?ADC的组成结构原理？

两部分：Σ-Δ调制器、数字抽取滤波器

原理上近似于积分型，将输⼊电压转换成时间(脉冲宽度)信号，⽤数字滤波器处理后得到数字值

12.13.简述Σ-?ADC中的Σ-?调制器、数字滤波器的作⽤？

（参考上题所答）

14.什么是ADC的采样孔径延迟孔径晃动？

采样保持器(SHA)快速断开保持电容与输⼊缓冲放⼤器的连接的极短（但⾮零）时间间隔称为“孔径时间”ta。

开关断开所需的有限时间(ta)相当于在驱动SHA的采样时钟中引⼊⼀个⼩延迟te称为“孔径延迟”，通常为常数。

如果孔径延迟中存在样本间变化（“孔径抖动”），则会产⽣相应的电压误差。在开关断开的时刻，这种样本间变化称为“孔径晃动”，

通常⽤均⽅根⽪秒(psrms)来衡量。

增益误差、偏移误差⾮线性误差是常⽤来刻画ADC的变换误差的静态指标，请简要说明什么是ADC的⾮线性误差（其中包括微

分⾮线性DNL积分⾮线性INL）？

15.微分⾮线性DNL

16.什么是AD变换的动态范围（DnamicRange）？

满⾜⼀定AD转换精度分辨率条件的输⼊信号变化范围

17.什么是ADC变换器的信噪⽐（SNR）信号与噪声畸变⽐（SINAD）？

18.为什么AD变换系统的有效位（ENOB）是ADC系统动态性能的全局性反映？

答：根据ENOB的定义式可知，它包含了所有的噪声失真成分，反映的是信号实际测量的所有⾮信号部分（噪⾳+谐波）之

⽐。因此可以很好地反映系统动态性能。

19.什么是ADC系