关于ADC的分辨率，你是不是也一直把这两个概念混淆了-原理图|技术方案

低带宽、高分辨率ADC的有效位数计算方法因公司而异，而器件的有效位数受噪声限制。有些公司规定使用有效分辨率来表示有效位数，ADI则规定使用峰峰值分辨率。峰峰值分辨率是指无闪烁位数，计算方法与有效分辨率不同。因此，要了解器件对于一项应用的真正性能，必须确定所规定的是峰峰值分辨率还是有效分辨率。

噪声
图1显示模拟输入接地时从一个Σ-Δ型ADC获得的典型直方图。理想情况下，对于这一固定的直流模拟输入，输出码应为0。但是，由于噪声影响，恒定模拟输入存在一个码字分布。此噪声包括ADC内部的热噪声和模数转换过程引起的量化噪声。

图 1. 模拟输入接地时的直方图

码字分布一般为高斯分布。均方根噪声是通过从该直方图产生的曲线计算出的，曲线的宽度决定均方根噪声。高斯曲线的分布是从负无穷大到正无穷大。然而，99.99%的码字出现在6.6倍均方根噪声范围内。因此，峰峰值噪声为均方根噪声的6.6倍。

数据手册一般使用均方根噪声。噪声取决于所用的滤波器频率和增益设置。通常，当模拟输入范围缩小时，均方根噪声也会变小。但是，由于满量程模拟输入信号也被减小，因此有效位数降低。

ABOUT 峰峰值分辨率
大多数应用不希望在系统输出时看到码闪烁。例如，对于电子秤应用，无闪烁位数很重要。可以将ADC产生的数字字截断，使得在电子秤监视器上看不到闪烁位。

无噪声分辨率或峰峰值分辨率是根据数据手册给出的噪声值计算出的。首先计算信噪比(SNR)：
SNR = 20log(噪声/满量程输入)

ADI一般规定使用峰峰值分辨率或无噪声码分辨率，这是使用峰值噪声（等于均方根噪声的6.6倍）计算SNR而获得的。从信噪比计算中可以确定精度：
SNR = 6.02N + 1.76 = 20log(峰值噪声/满量程输入)

从AD7719数据手册可知，当模拟输入范围为+2.56 V且数据更新速率为5.35 Hz时，均方根噪声等于1.25μV。根据该数据计算信噪比：
(20log((6.6 × 1.25E–6)/(2.56 × 2)) = –115.85 dB

据此计算峰峰值分辨率：
115.85 = 6.02N + 1.76 => N = (115.85 – 1.76)/6.02 = 19 Bits

因此，在上述条件下，19个MSB中无闪烁位。

ABOUT有效分辨率
有些公司规定使用有效分辨率，而不是峰峰值分辨率。有效分辨率是通过均方根噪声而非峰值噪声计算出的。使用均方根噪声计算信噪比：
(20log((1.25E–6)/(2.56 × 2)) = – 132.25 dB

据此计算有效分辨率：
132.25 = 6.02N + 1.76 =>
N = (132.25 – 1.76)/6.02 = 21.7 Bits

因此，有效分辨率 = 峰峰值分辨率 + 2.7位。

评估ADC时，应当认识到有效分辨率与峰峰值分辨率的计算方法不同，有效分辨率比峰峰值分辨率大2.7位。此外，有效分辨率没有突出闪烁位数，峰峰值分辨率则指出了不闪烁的位数，因而能更好地表示性能。 

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文章概要：

一、微逆变器介绍
二、WEBENCH® Designer 简介与快速入门
三、WEBENCH® Designer微逆变器供电系统设计
四、WEBENCH® Designer微逆变器供电系统设计总结

一、微逆变器介绍

随着能源短缺，光伏发电越来越成为一种具有非常潜力的新型替代能源。相对石油，太阳能光伏发电近乎0碳排放。显然这能大大缓解全球碳排放造成全球气候变暖的问题。而光伏发电系统主要分类有两种：第一种集中式逆变器组成发电系统，第二种也就是本文讲到的微逆变器发电系统。

前者通常是高电压多组件串联供电应用于大型的发电系统。后者单组件的微逆变器并联工作。相比集中式逆变器发电系统而言，单个组件的微逆变器效率更高，系统可靠性更加高并维护方便，由于是并联工作消除了集中式由于阴影遮挡、光伏板组件差异、系统整体效率低下等等各种不利因素。所以微逆变器有更高的效率，通常能达到是95%以上。

而本文主要阐述如何用TI的WEBENCH® Designer软件对微逆变器的供电系统的设计。

图1微逆变器的外观图

1. 微逆变器设计框图（控制结构）

本微逆变器设计采用了交错反激的并网逆变器结构及其软开关控制策略。并针对反激变压器漏感问题，提出漏感能量吸收回馈电路，实现了反激变换器漏感能量吸收再利用，并实现了开关管漏源电压的钳位，提高了变换效率同时降低了MOS开关管关断电压尖峰。微型逆变器主要工作原理是将光伏电池板的直流电流直接转换为成交流电流。本工程设计微变器额定功率为250瓦，输入电压范围在19 VDC至50 VDC内，最大开路电压为55V。

图2微逆变器设计框图

2. 微逆变器设计的功能：

    峰值效率：95％
    最大功率点跟踪：99.5％
    最大输出功率：216W
    电网电压范围（230 VAC）：210 VAC-264 VAC
    输入电压范围：19VDC-50VDC
    电气隔离
    支持无线通信

3. 微逆变器供电系统结构图

图3微逆变器供电系统结构图

4. 微逆变器主要芯片供电分析

从微逆变器供电结构图发现主要有以下10块

    P V 电压检测AMC1200dub +3.3v，+5v。（芯片供电，以下类推）
    反激电流检测opa2171*2路+5v。
    反激电压检测opa2171+5v.
    电网电压检测opa2171+3.3v
    电网过零检测LMV7235+3.3v
    电网电流检测opa2171+3.3v电流传感器(ACS712ELCTR-05B 供电+5V)
    全桥温度检测LM61+3.3v
    反激变换驱动iso7240 SM72295+3.3v,+5v,+12v
    全桥驱动ucc2734+3.3v
    微控制器DSP28035+3.3vADC 基准2.5v

综合分析主要供电有以下几路，2.5v，3.3v，5v，12v。

为减少干扰，供电驱动与系统控制采用独立的供电。供电系统结构如图4

图4微逆供电结构图

那么接下来对各路供电电流进行一个统计计算：

    +2.5v 首先是+2.5v电流查DSP数据手册ADC基准供电电流2ma，可能有多路基准额定给了20ma
    +3.3vDSP28035 供电3.3v电流查数据手册得到最大一般是135ma

     而其它各路放大器以及3,3V供电回路大概是20ma足够再加上基准20ma.

     所以3.3V供电电路=135+20+20=177ma，放一定余量后，3.3v额定电流设为350ma。

    +5v从供电结构图可以看到5V供电电路需要加上3.3v 350ma，额定电流设定为500ma足够。
    +12v系统控制12v，其负载为+5V.所以为:500ma<额度电流<1都可以，设定为1A
    +12v反激驱动+全桥驱动额定电流也设置为1A。

有了这些数据那么接下来可以用WEBENCH® Designer设计这个微逆变器供电电路了。在设计之前，先简单介绍下WEBENCH® Designer的使用。

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