到目前為止，本系列文章主要討論了ADC的DC規范。現在，我們將討論ADC中的交流規范，例如失真和噪聲。

顧名思義，總諧波失真（THD）是測量信號中存在的諧波失真。它是所有諧波分量的功率之和與信號基本頻率的功率之比。THD與系統的線性有關。

ADC中缺少代碼如何導致ADC輸出失真。這種失真將導致輸入信號的諧波出現在ADC的輸出中。缺失代碼的ADC確實會產生大量諧波失真，但缺失代碼并不是諧波失真的唯一來源。ADC輸出中的諧波失真是由ADC特性中存在的任何非線性引起的。每個實用的ADC都具有非線性特性。結果，每個實際ADC的輸出中都存在諧波。DNL和INL是ADC特性非線性的量度，而THD是ADC輸出中產生的諧波失真的量度。

圖1：具有非線性特性的ADC輸出的FFT –

清晰可見的諧波

為了可視化ADC輸出中的諧波失真，我們將正弦波作為ADC的輸入，并繪制ADC數字輸出的傅立葉變換（aka FFT）。圖1 顯示了這種ADC輸出的FFT示例。理想情況下，FFT應該在正弦波頻率處具有單個頻率尖峰。盡管輸入信號的頻率在FFT圖中具有最高幅度（FFT中為綠色莖），但在圖中也可以看到其他頻率成分。輸入信號頻率稱為基頻。除了基本頻率分量外，FFT中還會定期出現尖峰（藍色莖）。這些是輸入信號頻率的諧波。

圖1中用于測量的ADC 具有相當大的非線性特性。對于良好的ADC設計，ADC的輸出FFT看起來會干凈得多。 下面的圖1-1顯示了這樣一個示例。為了表征這種ADC的失真，我們將需要更精確的工具和測量設備。

圖1-1：具有相當線性特性的ADC輸出的FFT

–諧波含量極低。

總諧波失真定義為ADC輸出中諧波含量相對于基頻功率的功率。可以分別根據等式（1）和（2）用分貝或百分比表示 。

如可以在可看出圖1中，高次諧波的振幅-在諧波頻率并且因此功率-通常會降低，因為我們移動到ADC的高次諧波。因此，在計算總諧波失真時，僅需考慮前幾個諧波。ADC數據手冊應在數據手冊中指定為計算總諧波失真數而考慮的諧波數。

除了ADC的基本頻率和諧波頻率分量外，圖1還顯示了在每個其他頻率分量處都存在一些功率（標記為紅色）。這對應于ADC輸出中存在的噪聲。

作者簡介：

Sachin Gupta 目前擔任Cypress Semiconductor的產品營銷工程師2。他擁有德里的Guru Gobind Singh Indraprastha大學的電子和通信學士學位。他在混合信號應用程序開發方面擁有數年的經驗。可以通過sgup@cypress.com與他聯系。

Akshay Phatak 是賽普拉斯半導體公司的應用工程師。他擁有印度浦那工程學院的電子和電信學士學位。他喜歡在混合信號嵌入式系統上工作。
編輯：hfy