用ADC之前，选它外围电路的时候，需要考虑些什么

摘要

本文详细介绍了ADC相关设计的仿真验证过程，包括整体链路仿真、单音与调制信号的验证，以及ADS和SystemVue软件的联合使用。作者通过长时间探索，形成了独特的仿真模板和参数设置方法，并强调了仿真在电路设计中的重要性，特别是在无前人经验可借鉴时。此外，文章还详细讨论了ADC的电源选型、时钟电路和输入电路设计，包括考虑电源噪声敏感性、时钟抖动对SNR的影响，以及抗混叠滤波器的设计。这些内容为ADC的精确设计和性能优化提供了宝贵的参考。

正文

每个分指标的计算后面，都跟着一个仿真验证。所有指标都分配完了以后，还会有一个整体链路的仿真。

整体链路仿真，还分单音时候的验证+调制信号的验证；ADS仿完，再用SystemVue走一遍。

这些仿真步骤，该采用什么模板，各个参数该怎么设置，该用什么等价标准来判断，都是我花了很长时间探索，才联通起来的。

我觉得大概率是全网独一份，因为这些都是我结合软件自带的help文件和模板，再结合项目，一点一点探索出来的，有很多自己的想法在里面。

有的号友会怀疑仿真的意义，我觉得可能都没有经历过仿真带来的益处。假设你接了一个项目，但是并没有师父来带你，或者也没啥前人的经验可以借鉴，那这个时候，能帮忙的也许就只有仿真。大多数的理论猜测，电路验证，系统指标验证，都可以求助于仿真。

(1) 怎么看ADC

一个ADC，可以把它简单的看成这样一个器件，三个输入，一个输出。

三个输入分别是模拟射频信号输入，时钟输入和电源输入。

一个输出为数字采样信号输出。

(2)ADC的电源选型

市面上有很多型号的LDO和DC-DC，到底应该选择哪种呢。按理说，指标最高的一般都没问题，但是关键指标高的那不是贵么？所以要是能选个指标没那么好，但是和所用ADC搭配刚刚好的器件，那不是又便宜又性能OK么？

与ADC的电源选型相关的，就是ADC的PSSR和PSMR。

当噪声从ADC的电源端引入的时候，噪声可能会直接出现在ADC的输出端，也有可能是噪声与模拟输入信号产生的调制信号出现在ADC的输出端。

举个例子，假设叠加在DC上的噪声信号的频率为1MHz，模拟输入信号为100MHz，而PSSR关注的是ADC输出端的1MHz频率处的幅度，而PSMR则关注的是ADC输出端在101MHz和99MHz频率处的幅度。

ADC厂家的手册上，很多都没有PSSR和PSMR的详细指标。

如果我们对LDO和DCDC的成本敏感的话，比如说出货量很大，单个器件省点就能省下一大笔钱的话，可能就需要自己做些预研工作，测试一下ADC的PSSR和PSMR随频率变化的曲线，以此来选择合适的电源器件。

如果不敏感的话，可能就不费那个事了，直接高指标的电源器件+高抑制的电源滤波，完事。

(3) ADC的时钟电路

如上图所示，当时钟边沿有抖动的时候，采样的时刻也会有抖动，这样对应的采样数据也会有抖动，而且输入频率越高，由于时钟抖动带来的幅度变化越大。

所以，在评估ADC的时钟是否符合要求的时候，需要综合考虑时钟的抖动带来的影响。

采样时钟抖动Tj是由时钟源(Tjclk)和内部ADC孔径抖动(Tjapt)产生的抖动的组合,即：

由总抖动导致的ADC的SNR下降，可按以下公式进行计算：

具体推导如下：

这个公式，是假定影响ADC的SNR的只有抖动本身，而ADC的SNR为无穷大。

但是，ADC本身受量化噪声和热噪声的影响，所以自身有一个SNR，假设为SNRADC，则：

这边的单位会有点绕，本质上就是由抖动计算出来的SNR的单位是dBc，也就是说以信号的大小为基准的；但是加上ADC本身的SNR之后，由于手册上计算SNR时，都是基于-1dBFS来得到的，所以两者结合起来的时候，划归到统一的单位，即dBFS，所以会有BO这一项。

(4) ADC的输入电路

对ADC的输入电路进行设计的时候，需要根据具体要求，来设计电路。

同时还要考虑抗混叠滤波器。

设计完的电路，拿不准的时候，可以用仿真来验证。

参考文献：

[1]  Rob Reeder,MS-2210_Designing Power Supplies for High Speed ADC.pdf

[2]  https://www.ti.com.cn/cn/lit/an/zhcab17/zhcab17.pdf?ts=1703650251872&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com.cn%252Fproduct%252Fcn%252FLMX2820

[3] https://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-007.pdf