ADC基准和DAC基准

　　ADC（模数转换器）和 DAC（数模转换器）的基准源（参考电压 / 电流）是决定其精度、线性度、动态性能的核心组件

1、核心需求的本质差异

　　ADC 的核心是将模拟信号与基准进行比较并量化，基准源是 “标尺”，直接定义模拟信号到数字代码的映射关系；

　　DAC 的核心是将数字代码按基准比例合成模拟信号，基准源是 “振幅基准”，决定数字代码对应的模拟输出幅度。

　　这种本质差异导致两者对基准源的核心需求不同：

• • ADC 基准：需作为稳定的 “比较标尺”，确保量化误差最小；
  • DAC 基准：需作为稳定的 “幅度基准”，确保合成的模拟信号线性度和绝对精度。

2、关键性能参数的设计区别

　　① 负载特性与驱动能力

　　　　ADC 基准：通常驱动的是内部比较器、积分电路或电容阵列等静态 / 低动态负载（如逐次逼近型 ADC 的电容网络，负载电流变化小且缓慢）；无需强驱动能力，但需低输出阻抗（避免负载微小变化导致基准电压波动）

　　　　DAC 基准：驱动的是内部电流源阵列、电阻网络等动态负载（如 R-2R DAC 的开关网络，数字代码切换时，基准源的输出电流会随代码快速变化，可能出现瞬时大电流）；需强动态驱动能力（如低输出阻抗 + 大电流裕量），避免代码切换时基准被负载 “拉偏”（如电压基准瞬间跌落）

　　②动态响应与瞬态稳定性

　　　　ADC 基准：模拟输入信号可能快速变化，但基准源本身需保持静态稳定；低瞬态噪声（避免基准波动被误判为输入信号变化），对快速阶跃响应要求较低。

　　　　DAC 基准：数字代码的快速切换会导致基准源的负载电流瞬态变化（如从 0 到满量程代码切换时，基准输出电流可能突变）；高瞬态响应速度（快速恢复稳定）和抗负载扰动能力（如通过大电容滤波或低压差稳压器增强瞬态抑制），避免基准波动导致输出模拟信号出现毛刺。

　　③噪声敏感度

　　　　ADC 基准：基准噪声会直接叠加到输入模拟信号中，等效于 “放大后的噪声”（例如，12 位 ADC 的基准噪声会被等效到输入信号的 1/4096 精度级），显著降低信噪比（SNR）；极低的低频噪声（1/f 噪声）和高频噪声，通常需通过 RC 滤波、低温漂元件（如金属膜电阻、精密电容）抑制噪声。

　　　　DAC 基准：基准噪声会直接体现在输出模拟信号中，但数字代码的 “平均效应”（如过采样 DAC）可部分抑制高频噪声；主要关注与输出带宽匹配的噪声（如音频 DAC 需抑制 20kHz 以内的噪声，射频 DAC 需抑制带内噪声），对超带宽噪声的敏感度低于 ADC。

　　④温度漂移的影响方式

　　　　ADC 基准：基准的温度漂移会导致 “量化标尺” 随温度变化，表现为整个转换范围的线性误差（如基准电压随温度升高而增大，会导致相同模拟输入对应的数字代码偏小）；需极低的温漂系数（如高精度 ADC 要求 < 1ppm/℃），且漂移需线性（便于校准）。

　　　　DAC 基准：基准的温度漂移会导致输出模拟信号的绝对幅度随温度变化（如数字代码 “1000” 对应的电压随温度漂移），但不会影响输出的相对线性度（不同代码间的差值比例不变）；温漂需满足绝对精度要求（如工业 DAC 要求 < 5ppm/℃），但对漂移的线性度要求低于 ADC。

3、典型设计方案差异

场景	ADC 基准设计特点	DAC 基准设计特点
负载处理	采用高阻抗输入的基准缓冲器（如运放构成电压跟随器），隔离内部静态负载。	采用低输出阻抗的基准驱动电路（如推挽输出的 LDO），支持动态电流变化（如 ±10mA）。
噪声抑制	多级 RC 滤波 + 低温漂基准芯片（如 REF5045），必要时加金属屏蔽。	针对输出带宽的有源滤波（如巴特沃斯滤波器），结合低噪声基准（如 ADR4550）。
动态响应	优先保证直流稳定性，允许较慢的响应速度（如响应时间 > 10μs）。	需快速响应负载变化（如响应时间 < 1μs），常并联陶瓷电容增强瞬态抑制。
校准适配	需与 ADC 的线性校准协同（如通过 Trim 电路补偿基准温漂）。	可单独校准基准（如数字校准基准电压，不影响输出线性）。

 

 

 

 

 

 

定量指标对比表：

性能参数	ADC 基准（12~16 位）	DAC 基准（12~16 位）
负载电流变化	<10μA	0~50mA
输出阻抗	10mΩ~1Ω	1mΩ~50mΩ
瞬态恢复时间	>10μs	<1μs
低频噪声密度	<10nV/√Hz	<50nV/√Hz
温度漂移系数	<1ppm/℃	<5ppm/℃（12 位）