在使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）進行設(shè)計時，人們很容易錯誤地認為，縮小輸入信號以滿足ADC的滿量程范圍，會造成信噪比（SNR）的明顯降低。需要處理寬電壓擺幅的系統(tǒng)設(shè)計人員對此更是尤為關(guān)注。此外，與較高電壓供電的ADC相比，低壓供電（5V或更低）的ADC更是種類繁多。較高電壓供電通常會導致更大的功耗和更復雜的電路板布局（例如，需要更多的去耦電容）。本文將討論影響SNR損失（由信號縮放引入）的主要因素，如何對其進行定量分析，以及更重要的是：如何把這種影響降至。

　　傳感器或系統(tǒng)產(chǎn)生的許多信號都是雙極性高壓信號（如廣泛使用的±10V信號）。不過，有很多簡單的方法可以使這種信號通過ADC;也可以采用各種集成高壓ADC解決方案：可處理這種滿量程的大輸入信號，而又不犧牲SNR.這些解決方案需要極高的供電電壓來滿足輸入范圍的要求，并且其功耗也相當大（圖1）。這些高壓ADC還縮小了信號調(diào)理（運放）解決方案的選擇范圍。如果信號需要與高壓和低壓輸入組合多路復用，系統(tǒng)成本會大幅提升（圖2）。

圖1:高壓ADC可適應(yīng)大輸入信號，但卻以較大功耗為代價。為了實現(xiàn)這種方案，通常需要±15V和+5V電源。

圖2:多路復用雙極性高壓ADC系統(tǒng)。

　　還可以使用輸入放大器對信號進行縮放，使其與低壓ADC的滿量程輸入范圍相符合。這種信號調(diào)理電路可以連接到一個多路復用輸入，從而使所有的信號都能與ADC的范圍相符合（圖3）。

圖3:使用單個低壓ADC的高壓多路復用系統(tǒng)。

　　當使用放大器進行信號電壓縮放時，噪聲以放大器輸入為參考。此時，有兩個主要的噪聲源：放大器本身的輸入?yún)⒖荚肼?，以及ADC的縮小輸入?yún)⒖荚肼?。這兩個噪聲源按照二次項的方式組合。此外，放大器的噪聲還會通過ADC的輸入帶寬以及放大器與ADC輸入之間的抗混疊濾波器進行濾波，參見圖4.

圖4:縮放放大器引入噪聲，但噪聲由RC電路和ADC的輸入網(wǎng)絡(luò)濾波。

　　系統(tǒng)SNR（放大器輸入端）的計算公式為：

　　式中： VnADC為ADC的輸入RMS噪聲；VnOPA為放大器的輸入?yún)⒖荚肼暎ㄝ斎雲(yún)⒖嫉腦倍）=單極點-3dB頻率。

　　給定ADC的滿量程范圍、ADC的輸入?yún)⒖荚肼暫头糯笃鞯谋壤蜃雍螅袃蓚€變量會影響到SNR損失降低的目標：濾波器的截止頻率和放大器的輸入?yún)⒖荚肼暋?/FONT>