1、概述
模数转换器性能参数是判定器件性能优劣的重要参考，因此了解性能参数对硬件选型来说是很关键的哦，本文对A/D转换器性能参数做一个概述，主要是从静态参数和动态参数两个方面出发。
2、静态参数
2.1 分辨率
分辨率一般有8位、10位、12位、14位、16位、24位，分辨率越高那么可以分辨的电压越精确，为什么这样说呢，因为数字上最小变化量1LSB=Vref/2^n，参考电压可以使用内部或者外供参考源，n即ADC位数，由此公式就显而易见了，同时好的分辨率也可以降低量化噪声。
2.2 转换速率
转换速率是指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。积分型AD的转换时间是毫秒级属低速AD，逐次比较型AD是微秒级属中速AD，全并行/串并行型AD可达到纳秒级。采样时间则是另外一个概念，是指两次转换的间隔。为了保证转换的正确完成，采样速率必须小于或等于转换速率。因此有人习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。常用单位是ksps和Msps，表示每秒采样千/百万次。
2.3 量化误差
量化误差是基本误差，举个例子，一个3bit的ADC，参考电压1V，那么可以用000表示电压0~0.125V的信号，但是0 ~0.125V内的各个电平就无法区分，这就是数字化之后带来的量化误差，分辨率越高可以降低量化噪声误差。
2.4 失调误差
失调误差是描述模数转换器零输入情况下的输出偏移，这导致其和理想量化输出曲线右移一段距离，右移的电压偏移即为失调误差，测量时将数字输出”0“转换得到的电压与理论零点电压作比较可以得到失调误差。
2.5 增益误差
增益误差是指输出量化阶梯曲线的直线斜率对比理想输出量化阶梯曲线的直线斜率而存在的斜率误差。表示增益斜率的度量方式是输出满刻度数字码对应的模拟量和 DAC 满量程的模拟范围比值，理想模数转换器的增益斜率为 1，所以增益误差也可以表示为产生满刻度数字码对应的模拟量和参考电压之间的差值。测试时需要采用代码平均法即输入不同电压信号分别得到不同的数字信号，将数字信号求均值，测量得到均值数字信号时的电压输入，得到一组“点”，然后测试零数字信号时的电压点即可求得另一组“点”，两点即可求得斜率变化。
2.6 微分非线性
微分非线性误差是模数转换器的实际转换阶梯度量和理想转换阶梯度量的差值，理论上一个代码转换点到下一个代码转换点之间的模拟电压差是恒定的，即1LSB=Vref/2^n，但是实际上1LSB码宽之间的电压差也存在差距哦，理解的话可以以尺子为例，尺子的最小刻度是1mm，那么每个1mm都是精确的1mm么？由于工艺等原因，尺子刻度1mm有可能是0.98mm，1.01mm等。测量时相邻转换点的位置作减法可测得 DNL，假定(k+1)a 和ka 分别是相邻两个数字输出码 k +1 和 k 对应的模拟电压值，此时二进制码 k 跳变成 k +1时的度量为Δ(k)=a(k+1)-ak，得到微分非线性表达式：DNL=(Δ(k)-1LSB)/1LSB，要保证没有丢码和单调的转移函数，ADC的DNL必须小于1LSB。
2.7 积分非线性
积分非线性误差是模数转换器所有输出数字码对应的模拟电压值与实际采样的模拟电压值的最大差值，也被称为输出数值偏离线性的最大距离，是 DNL 误差累积的结果，一般采用 LSB为标准单位度量，若考虑失调误差Vzero，输出数字码D时对应的模拟电压Vd，得到的积分非线性误差INL=(Vd-Vzero)/1LSB-D。
2.8 绝对误差
某些 A/D 转换器还定义了绝对误差，它是失调误差、增益误差和积分非线性误差的总和。也可以这样阐述，它是未进行增益或失调误差补偿时，实际 A/D 传递函数与理想线性传递函数之间的偏差。因此，绝对误差也称为未经调整的总误差。
3、动态参数
3.1 信噪比
信噪比是信号功率和总噪声功率（包括量化噪声，热噪声，白噪声等电路噪声）之比。信噪比的功率噪声是针对整个奈奎斯特采样区间内的噪声，其在第二奈奎斯特区间内略有下降，但是整体几乎是恒定不变的。只考虑量化噪声的情况下SNR = 6.02N + 1.76dB，考虑奈奎斯特带宽内噪声，但是在实际使用中信号有效带宽往往小于fs/2，因此如果再后级采用数字滤波器滤去带宽外噪声，这样可以提高信噪比，公式如下图所示，信噪比受到输入信号频率，采样频率，ADC 量化位数和输入信号幅值的影响，与输入信号的幅值成比例关系。提高 ADC 的采样频率，增加 ADC 的量化位数，可以有效提高信噪比，公式推导如ADC/DAC信噪比计算。
3.2信纳比
通过计算输入信号的均方根与在FFT分析中除直流分量外的所有噪声和失真分量的平方和根值之间的比值来得到 SINAD。SINAD 值是一个特别有用的性能指标，因为它包含了A/D 转换器引入的所有噪声、失真和谐波所产生的影响SINAD=(S+N+D)/(D+N)。
3.3 有效位数
有效位数（ENOB）是模数转换器综合性的动态指标，其受到模数转换器的输入信号的频率，带宽，幅值，噪声，谐波失真等的影响。常常利用理想 ADC 的信噪失真比计算，如下所示：
3.4 总谐波失真
总谐波失真加噪声 （THD+N）是转换器产生的各次谐波和噪声有效值的均方根与接近满量程的正弦输入信号的均方根之间的比值。THD+N 不一定包含 FFT 分析中的所有数据。对于一个有效的 THD + N 规范，必须指定噪声带宽。如果噪声带宽占用了转换器的整个可用带宽 （0 - fs/2），那么 THD+N 测量值就与 SINAD 具有相同的结果。
3.5 无杂散动态范围
动态范围对于输出数字信号来说，动态范围的ADC是由分辨率决定的。最小的非零输出值为1，最大的输出值为(2N-1)，其中N为生成的数字字的比特数。14位ADC的动态输出范围为(214-1)=16383。这也可以表示为84.3 dB无杂散动态范围。(SFDR)是衡量A/D和D/A数据转换器(ADC/DAC)模拟信号的指标，表示在杂散分量干扰基本信号或导致基本信号失真之前可用的动态范围，在通信系统中，SFDR是一项重要指标，因为它代表了可以与大干扰信号(阻塞信号)相区别的最小信号值，是正弦波信号(载波)均方根 (RMS)值与从0 -Fs/2范围内测得的输出峰值杂散信号均方根值之比。这个距离越大，说明ADC的动态性能越好，就是说转换越接近线性。一般来说SFDR的值会远大与SINAD，而当趋于理想情况时SINAD≈SNR，用公式表示如下：
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参考文献
https://ez.analog.com/cn/data-converters/f/forum/96676/adc
https://www.analog.com/media/cn/training-seminars/tutorials/MT-003_cn.pdf
http://ww1.microchip.com/downloads/cn/AppNotes/00693A_CN.pdf
杨静萱. 逐次逼近型模数转换器（SAR ADC）关键技术研究[D].电子科技大学,2020.