如何根据系统需求选择高性能数模转换器与模数转换器？

基于系统需求的DAC与ADC选型策略

在工程实践中，正确选择数模转换器（DAC）与模数转换器（ADC）是确保系统性能达标的关键步骤。本篇文章将从实际应用场景出发，分点论述选型要点。

1. 明确信号类型与频率范围

首先应判断输入信号是低频（如温度传感器）、中频（如音频信号）还是高频（如射频信号）。例如，音频系统一般使用16~24位、48kHz~192kHz采样率的ADC；而无线通信系统可能需要14位以上、超过100MS/s的高速ADC。

2. 考虑精度与误差容忍度

对于工业测量、医疗仪器等高精度场景，需优先考虑低INL、低DNL和高稳定性的器件。建议选用具有自动校准功能或内置温度补偿的高端芯片，如TI的ADS8325或AD7763系列。

3. 功耗与电源管理

在电池供电设备中，功耗是核心考量因素。可选择超低功耗型号，如MAXIM的MAX14030（<1mW@10kSPS），或采用间歇工作模式降低平均功耗。此外，支持宽电压输入（如2.7V~5.5V）的器件更适应复杂电源环境。

4. 接口方式与兼容性

常见的接口包括SPI、I²C、USB、JESD204B等。高速系统推荐使用并行接口或高速串行协议（如JESD204B），以满足带宽需求。同时注意时钟同步、抖动控制等细节，避免引入额外误差。

5. 噪声与抗干扰能力

在电磁干扰严重的工业环境中，应选择具备良好共模抑制比（CMRR）和电源抑制比（PSRR）的转换器。部分高端器件还集成了滤波电路或数字去抖模块，进一步提升抗干扰性能。

典型应用案例对比

案例一：智能温控系统
需求：12位分辨率，采样率100Hz，低功耗，低成本。
推荐方案：STM32F4xx内部集成12位ADC，配合外部16位DAC实现精确输出。

案例二：高清音频播放器
需求：24位分辨率，192kHz采样率，高信噪比，低失真。
推荐方案：ESS Technology ESS9038Pro DAC + 高精度参考电压源。

总结

选型不仅是参数匹配，更是系统级优化。建议结合仿真工具（如MATLAB/Simulink）进行建模验证，并在原型阶段实测关键性能指标，确保最终系统稳定可靠。