在眾多使用模數轉換器（ADC）的系統中，從溫控器到飛行控制等，ADC 將現實世界的模擬信號轉換為數字信號進行處理。由于信號鏈存在各種誤差，需考慮有效位數（ENOB）和無噪聲分辨率來更好地比較和提取信息，而電壓基準作為信號鏈關鍵元件，其噪聲對 ADC 精度和準確度有重要影響。
*附件：探討電壓基準噪聲對模數轉換器（ADC）的有效位數（ENOB）和無噪聲分辨率的影響.pdf

電壓基準對 ADC 噪聲的影響

• 低頻噪聲尤其是閃爍噪聲（0.1Hz - 10Hz）難以濾除，系統中通常存在噪聲。電路總噪聲由 ADC 驅動器噪聲、ADC 本身噪聲和電壓基準噪聲共同構成，其關系為
  ，選擇低噪聲器件對低噪聲設計至關重要。
• 除電壓基準噪聲外，ADC 及驅動器也會產生噪聲，共同影響電路噪聲水平。

電壓基準對 THD 的影響

• 對電壓基準引腳重復采樣會引發電流瞬變，ADC 要求外部基準在采樣相位結束時穩定或再充電，否則會因電壓基準帶寬不足或輸出阻抗過高無法為 ADC 基準輸入充電，產生壓降，導致增益誤差和較低的 ENOB。
• 可在電壓基準外部使用高帶寬、低輸出阻抗緩沖器提升 ADC 的 THD，滿足數據表規格，部分 ADC 有內部緩沖器，但并非全部。

電壓基準噪聲和 THD 對 ENOB 的影響

• ENOB 衡量電路交流特性對 ADC 分辨率的影響，電路噪聲和 THD 用信噪比和失真（SINAD）表示，。
• 降低基準電壓總噪聲可增大 SNR 進而提升 ENOB，在電壓基準輸出端添加緩沖器降低 THD 也有助于提高 ENOB。

電壓基準噪聲對無噪聲分辨率的影響

• 無噪聲分辨率通過
  計算，可反映直流輸入到 ADC 的噪聲對分辨率的影響。
• 以 REF70（閃爍噪聲 ）和 REF50（閃爍噪聲
  ）在特定電路（電池供電，使用 OPA2320 驅動 ADS8900B ADC，ADC 集成基準緩沖器驅動器且在電壓基準輸出端有 RC 低通濾波器）進行測試，在 24 位級別，雖總噪聲受信號鏈影響，但 REF70 因閃爍噪聲低在計算無噪聲分辨率時性能更優，使用低噪聲基準可使用快速濾波器且保持高分辨率。

研究結論

在 ADC 廣泛應用的各類場景中，高精度和準確度需求不斷增加，選擇合適的電壓基準對提高 ADC 信號鏈的精度和準確度極為關鍵，能有效提升 ADC 的 ENOB 和無噪聲分辨率，為實現更先進多樣的信號鏈方案奠定基礎。同時，德州儀器（TI）對其提供的相關技術資源有明確的使用規定和免責聲明，用戶需按要求使用并承擔相應責任。

審核編輯 黃宇