ノイズと ADC

ADC 内のノイズは、高精度の電圧測定で誤差を引き起こす可能性があります。内部および外部の発生源からのシグナル チェーン内のノイズの寄与の合計を考慮する必要があります。合計ノイズは多くの場合、ADC 熱ノイズ、ADC 量子化ノイズ、アンプ ノイズ、電圧リファレンス ノイズ、電源ノイズの組み合わせです。

図 1 に基づいてセンサを測定する際の、ADC の入力 (フルスケール電圧時) での換算ノイズの合計を、式 1 に示します。設計上の主な課題は、アプリケーションが必要とするノイズ目標を達成するためにすべてのノイズ源を最適化することです。式 1 では、ADC の電源除去比 (PSRR) によって電源ノイズが低減され、これが 1 MHz にプロットされます。

無相関のノイズ源が存在する場合、合計ノイズはすべてのノイズ源の二乗和平方根となり、最大のノイズ源の寄与が大きく強調されます。1 つのノイズの多い部品が、測定値に大きな歪みを生じさせる可能性があります。たとえば 図 2 と 図 3 に示すように、電圧リファレンスのノイズの寄与が ADC や電源よりも大きい場合、電圧リファレンスのノイズを低減するのがシステム ノイズを低減する最善の方法になります。さらに ADC ノイズの種類は分解能によって異なります。量子化ノイズは 16 ビット ADC では重要ですが 24 ビット ADC では無視できます