57. 模拟信号IC的主要用语

要掌握模拟信号IC,需要理解各种规格。 在此举出运算放大器IC和比较器IC、A/D转换器IC、D/A转换器IC和电源IC,说明与其相关的规格和术语。

IC种类 术语 说明

运算放大器IC
(Operational Amplifier, Opamp)

输入失调电压
(Input Offset Voltage)

使输出电压为0V所需的输入端口间电压差。该电压差越小性能越高,理想值是0V。

输入失调电流
(Input Offset Current)

输出电压为0V时,流入各输入端口或从各输入端口流出的电流的差。

输入偏置电流
(Input Bias Current)

使运算放大器正常工作所需的,流入输入端口或者从输入端口流出的电流。是正电源端和负电源端的平均值,该值越小性能越高。

共模输入电压范围
(Common Mode Input Voltage Range)

可以共模输入到正电源端(+Vin)和负电源端(-Vin)的电压范围。

开环电压增益
(Open Voltage Gain)

表示输入端口间施加电压被增幅的程度的直流电压比。一般用dB(分贝)表示。也称作开环增益或开环电压增益。

输入参考电压
(Equivalent Input Voltage)

把运算放大器中发生的噪声用输入电压表示的值。

共模输入电压抑制比(CMRR)
(Common Mode Rejection Ratio)

该值表示能够多大程度地消除影响输出信号的混合在输入中的共模噪声。用dB(分贝)表示,数字越大越不受共模噪声的影响。

电源抑制比(PSRR)
(Power Supply Rejection Ratio)

该值表示能够多大程度地消除电源电压的变化队输出信号的影响。用dB(分贝)表示,数字越大越不受电源电压变动的影响。

摆率
(Slew Rate)

如果输入上升时间短的脉冲波形,输出波形的上升延迟、产生倾斜。该斜率的变化率叫做摆率。表示单位时间的输出电压的变化量,单位是V/ms等。

建立时间
(Settling Time)

给与阶跃输入时,输出收敛到许可范围内目标值的时间。

增益带宽
(Gain Bandwidth Product)

增益和带宽的积。也叫GB积。是一个表示运算放大器的性能的指标。

轨到轨
(Rail to Rail)

指可以振动输出信号到正负的电源电压的规格。因为把电源电压比作轨所以取该名称。另外,因为该称呼是美国摩托罗拉公司的商标,所以也有“fullswing”等别名。

比较器IC
(Comparator)

响应时间
(Response Time)

输入信号超过参考电压(Vref )后,输出信号的振幅达到50%的时间。

A/D, D/A转换器IC
(A/D,D/AConverter)

分辨率
(Resolution)

用数字信号表示模拟信号时,决定最小值的规格。一般可获得的是6~24比特的转换器,比特数越大精度越高。

采样率(转换率)
(Sampling Rate)

A/D, D/A转换器1秒内可以把模拟信号转换为数字信号、或者把数字信号转换为模拟信号的最大次数。

信噪比(SN比)
(Sinnal to Noise Ratio)

从直流到奈奎斯特频率的范围内,输入信号以外的全部频谱分量的有效值(rms)和输入信号的有效值(rms)的比用dB表示的值。

载波噪声比(CN比)
(Carrier to Noise Ratio)

把调制载波作为基准测得的信号信噪比(SN比)。

动态范围
(Dynamic Range)

可以用某种信号处理系统处理的最小输出信号与最大输出信号的比。一般用dB(分贝)表示。

积分非线性误差(INL)
(Integral Non Linear Error)

相当于在模拟输入和模拟输出的关系中理想值和有效值间存在的最大偏差。

微分非线性误差(DNL)
(Differential Non Linear Error)

给与1LSB的变化时可得到的与实际代码宽度的差别。在D/A转换器的情况下,相当于输入差1LSB的数字代码时,实际得到的变化量的偏差。另一方面A/D转换器的情况与之相反,是模拟信号产生1LSB的变化时所对应的输出的变化量的偏差。

有效位数(ENOB)
(Effective Number of Bits)

不是计算中求得的理想的信噪比(SN比),而是基于实际测得的SN比求的位数。实际上,因为各种噪音的产生,ENOB是比转换器的分辨率(位数)还要小的值。可以用以下公式计算。

ENOB =(实测的SN比 - 1.76) × 6.02(比特)

信号/ (噪声+失真)比(SINAD)
(Signal to Noise and Distortion Ration)

正弦波输入或者正弦波输出的有效(rms)值对于从直流到奈奎斯特频率的噪声的有效(rms)值的比。

量化噪声
(Quantization Noise)

由量化处理时产生的误差而引起的噪声。

过采样
(Oversampling)

在A/D转换器中,用超过奈奎斯特理论所决定的最小采样频率采样输入频率的手法 。过采样的程度越大SN比的效果改善的越明显。2倍的过采样可以得到3dB的SN比改善效果。

 

电源IC
(PowerManagement IC)

开关稳压器
(Switching Regulator)

通过开/关功率MOSFET等半导体开关调整从输入功率得到的电能,调整输出电压到目标值的电路(IC)。转换输出为比输入电压更低的“降压型”和转换为较高电压输出的“升压型”,还有可以既对应转换到高电压又对应转换到低电压的“升降压型”,和使输入电压的极性翻转输出的“反相型”等等。

LDO稳压器
(Low Dropout Regulator)

LDO是Low Drop Out的缩写。是线性稳压器中输入和输出电压的差较小的品种。

电源电压调整率
(Line Regulation)

表示输入电压(线)的变动影响输出电压(变动范围)程度的规格。该值越小性能越高。

负载调节
(Load Regulation)

表示负载电流(load)的变动影响输出电压(变动范围)程度的规格。该值越小性能越高。

转换效率
(Efficiency)

表示输入的功率被输出的程度的规格。可以用以下公式求得。

转换效率(%)=(输出功率/有效输入功率)×100

PWM/PFM控制
(PWM/PFM Control)

两者都是开关稳压器的控制方式。一半在开关稳压器中,给与脉冲信号到半导体开关而实现开/关。在此开/关期间的控制中利用脉冲宽度的是PWM(Pulse Width Modulation)控制 ,利用脉冲频率的是 PFM(Pulse Frequency Modulation)控制。