了解了 ADC 中的缺失代碼如何導(dǎo)致 ADC 輸出失真。這種失真將導(dǎo)致輸入信號(hào)的諧波出現(xiàn)在 ADC 的輸出中。雖然具有缺失代碼的 ADC 確實(shí)會(huì)產(chǎn)生大量諧波失真，但缺失代碼并不是諧波失真的來(lái)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(gè)實(shí)用的 ADC 都具有非線性特性。因此，每個(gè)實(shí)際 ADC 的輸出中都存在諧波。 DNL 和 INL 是 ADC 特性非線性的度量，而 THD 是 ADC 輸出中產(chǎn)生的諧波失真的度量。

圖 1：具有非線性特性的 ADC 輸出的 FFT

產(chǎn)生的諧波清晰可見(jiàn)

為了可視化 ADC 輸出中的諧波失真，我們將提供一個(gè)正弦波作為 ADC 的輸入，并繪制 ADC 數(shù)字輸出的傅里葉變換（又名 FFT）。圖 1 顯示了此類 ADC 輸出的 FFT 示例。理想情況下，F(xiàn)FT 應(yīng)在正弦波頻率處具有單個(gè)頻率尖峰。盡管輸入信號(hào)的頻率在 FFT 圖中具有幅度（FFT 中的綠色莖），但圖中還可以看到其他頻率內(nèi)容。輸入信號(hào)頻率稱為基頻。除了基頻分量之外，F(xiàn)FT 中還會(huì)周期性地出現(xiàn)尖峰（藍(lán)色莖）。這些是輸入信號(hào)頻率的諧波。

圖 1中用于測(cè)量的 ADC 具有相當(dāng)大的非線性特性。對(duì)于良好的 ADC 設(shè)計(jì)，ADC 的輸出 FFT 看起來(lái)會(huì)干凈得多。下面的圖 1-1 顯示了這樣一個(gè)示例。我們需要更的工具和測(cè)量設(shè)備來(lái)表征此類 ADC 的失真。

 

 

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圖 1-1：具有相當(dāng)線性特性的 ADC 輸出的 FFT

- 諧波含量非常低。

總諧波失真定義為 ADC 輸出中諧波含量相對(duì)于基頻功率的功率。它可以分別按照方程（1）和（2）以分貝或百分比表示 。

 

如圖 1所示，當(dāng)我們轉(zhuǎn)向 ADC 的更高諧波時(shí)，諧波的幅度（以及諧波頻率的功率）通常會(huì)降低。因此，在計(jì)算總諧波失真時(shí)，只需考慮前幾次諧波。 ADC 數(shù)據(jù)表應(yīng)指定計(jì)算數(shù)據(jù)表中總諧波失真數(shù)時(shí)考慮的諧波數(shù)。

除了 ADC 的基頻和諧波頻率分量之外，圖 1還顯示每隔一個(gè)頻率分量（以紅色標(biāo)記）處存在一些功率。這對(duì)應(yīng)于 ADC 輸出中存在的噪聲。