放大器雖然擴展了輸入信號幅度，但同時也加劇了信號噪聲，限制了動態范圍。因此信號鏈通常要在信號轉換之前設置濾波級，以此來限制有用信號頻率以外的噪聲影響。

對于要求最大靈活性的應用，工程師可以使用數字電位器例如美信的MAX540x和德州儀器的TPL0102系列搭建濾波電路，使用簡單的控制邏輯或者通過上位機微控制器來驅動它們。然而對于信號特征相對穩定的應用，簡單的無源組件 就能夠滿足設計濾波的要求。除了噪聲帶寬限制問題，通常信號鏈要求使用抗鋸齒濾波器，以減少采樣誤差，不過過采樣轉換方法可以降低這級電路的需求。

信號轉換

信號調節電路包括放大器和濾波器，設計的目的只有一個，就是給ADC輸入提供“干凈”的信號。因此，這些前端組件的復雜性和性能規范很大程度上取決于ADC器件的特征和要求。如果在信號鏈中只要求為變換緩慢的信號提供相對低分辨率的轉換，那么昂貴的高精度的放大器就可以省下了。

在實際情況中，最適合ADC器件的選擇——以及所需的信號調節組件選擇——反過來取決于對輸入信號特征的仔細分析和應用的整體功能要求。一個應用信號鏈的精度（和成本）需要在環境溫度下定期測量漸進的變化，這與一個“任務-關鍵過程-控制”的應用中，只打算提供及時反饋的機制是由很大不同的。事實上，ADC的選擇通常取決于信號轉換吞吐量和延遲時間的要求（延遲時間即信號采集開始到ADC輸出端有正確的響應信號）。

工程師可以從提供不同性能水準的ADC器件的結構中推斷出一些結論，對于實現高吞吐量和低延時，每種結構都提供了內在功能和限制。例如，閃爍型ADC結構通常具有最高的吞吐量和最低的延遲，但是一般只在較低分辨率情況下使用才具有成本效益。Flash ADC器件，例如亞德諾半導體公司的AD782x和德州儀器公司的TLC0820，使用并行轉換配置原理實現高速配置。它們具有的高吞吐量和最小延遲特性，這使它們成為聲音編碼應用方面的理想選擇，因為在這些應用方面顯著的延遲是不允許的。

相比之下，逐次逼近式（SAR）和 (ΣΔ)型 ADC能夠為較寬范圍的要求和應用提供良好的成本效益。SAR ADC已經成為大多數中等到高級分辨率應用的主要選擇。這些器件在單個周期內完成轉換，是數據采集應用方面合適的選擇，例如控制環路、電源監控和信號分析等都要求最小的延遲時間。

對于高分辨率轉換ΣΔ ADC器件一般是最低成本的選擇，因為其固有的過采樣結構。另一方面傳統的ΣΔ ADC器件因其相對緩慢的建立時間和內部數字濾波器的尖銳截止而造成了應用受限，因此，即使在一些ΣΔ ADC的性能就能勝任的情況下，設計師有時也會選擇采用SAR ADC。例如，傳統情況下在控制環路和多路復用應用方面，SAR ADCs已經成為第一選擇，因為不僅要考慮到傳統ΣΔ轉換器的性能。

在工業過程、家居應用或者汽車應用方面，反饋延時會造成控制回路的不穩定性，因此設計師有時候會選擇SAR ADC，而不是冒險使用較長延遲的ΣΔ ADC。然而，實際上在信號相對緩慢的控制應用方面，ΣΔ ADC可預見性延遲可能對控制回路的影響是微不足道的。

在多通道應用方面，設計師往往復用單個ADC器件的多個輸入通道，這樣可以節省成本、封裝和整體組件的數量。對于這些設計，基于傳統上的考慮，在下一個信號通道復用到ADC的輸入通道之前，ΣΔ ADC可能不能足夠快的完成前一次的轉換，因此工程師已經轉向采用SAR ADC。然而，在很多傳感應用方面，監測的物理現象的變化速率遠低于ΣΔ ADC的建立時間，因此很多復用通道可以選擇使用ΣΔ ADC，完全可以勝任。

盡管傳統的ΣΔ ADC很適合那些信號變化緩慢的應用，但是先進的ΣΔ ADC，例如德州儀器公司的ADS124x，具備更加復雜的功能，很大程度上消弭了傳統上的問題（如圖 4）。例如，更加復雜濾波技術會在下一代器件中使用，允許輸出零延遲。因此，24位的ΣΔ ADC，例如TIADS124x能夠提供差分復用輸入，且輸出速率可達到2ksps。

圖 4：先進技術的24位ΣΔ ADCs，例如TIADS124x，已經消除了很多傳統顧慮，如在低延遲設計和復用差分輸入設計中使用ΣΔ ADC

除了要使ADC的規格符合應用要求外，設計師要考慮參考電壓的作用，進一步優化模擬信號鏈。在信號轉換過程中，除了提供穩定的參考電壓外，參考電壓的精度對于確保轉換的絕對精確是至關重要的。在一些應用中，例如電池供電設計或者能量采集設計，這些器件是尤其重要的，在這些設計中，隨著電池達到放電周期的結束或者采集能量源周期性的變弱，源電壓可能會出現波動。

對于那些不要求如此絕對精度水平的應用，設計師可以通過使用比例轉換方法（如圖 5）消除對參考電壓精度的需求。比例轉換提供的結果是與參考電壓（通常是源電壓或者勵磁電壓）的一個比值。使用這種方法，即使當源電壓波動時，ADC的輸出仍保持比例格式輸出。

圖 5：ADC器件例如美信的MAX1415可以運行在比率計模式，消除了信號轉換對精確參考電壓的需要.

數字域

通常ADC提供標準的I2C或者SPI兼容串行接口，用于將模擬信號鏈的輸出與MCU（微控制單元）連接。隨著數據傳入MCU，對于更高性能要求的應用，設計者可以在軟件部分或者數字信號處理硬件部分實現傳統的濾波算法，提高信噪比。

利用靈敏的截止和陷波濾波器可以減少模擬器件的使用，例如，設計師可以選擇將復雜的濾波轉移到數字區域，而不是使用更多復雜模擬濾波組件來增加設計面積，盡管在某些特別應用里要求這么做。當然，從內存要求和MCU的性能來看，增加軟件的復雜度也加重了其自身的負擔。

結論

設計師可以發現滿足性能規范的模擬信號調節和轉換組件以應對大多數數據采集的苛刻要求。不過，對于很多的應用，信號鏈不需要采用最好的性能規格組件就能夠有效滿足應用設計要求。通過匹配ADC與轉換要求以及信號調節組件與ADC規格，工程師也可以輕松設計出滿足性能和成本要求的信號鏈。