类型的模拟到数字转换器

类型的ADC

当设计一个混合信号系统时,需要考虑的重点之一是选择ADC和DAC转换之间的数字和模拟信号。像大多数组件,这些部分有一系列的规范,需要平衡,确保系统性能目标可以实现。当为一个特定的应用领域,寻找ADC是常见的搜索通过ADC规格,但组件与常见的规格通常归类为不同类型的ADC。

如果你读一个单片机的数据表,ADC IC,或与ADC模块,这可能是唯一的提供的信息是该决议,带宽和ADC的类型。同时精确测量通常需要深入ADC电路的功能,重要的是要知道如何将这些部分用于混合信号系统进行归类。在本文中,我们将看看不同类型的adc的分类抽样功能,以及这些组件的内部结构。

类型的adc和他们的特点

一般来说,有五个五个不同类型的adc打包为集成电路用于电子系统:

法
逐次逼近(SAR)
管线式
双斜率
闪光

这些adc都执行相同的功能,但不同的转换器电路架构和功能。的两个主要功能,这些类型的adc的采样率和分辨率不同,出现了由于不同转换电路中使用这些组件。下面的表总结了这些不同类型的adc的主要功能。

ADC类型	采样率	典型的决议
法	低(~ 1 MHz)	最高(达到32位)
逐次逼近	中度(~ 100 MHz)	温和的
管线式	快(~ 1 GHz)	低
双斜率	最低(< 1 kHz)	高
闪光	最快(~ 10 GHz)	最低

在PCB的包装和使用,这些类型的adc之间有非常细微的差别。他们都是在标准包装类型,他们遵循相似的混合信号电路板布局(包括指导方针最佳实践对混合信号接地),他们使用标准化的串行接口或并行比特流提供一个数字输出,和他们可能多通道设备,可以使用多个输入模拟信号。

法

我们将从这种类型的ADC,因为它可以说是最常见的。这种架构往往运行在低频率和使用与参考电压源summer-integrator-comparator架构生成一个输出比特流。

类型的adc

法ADC框图

的比较器在上面的框图输出位基于连续积分器的输出是否高于或低于之前的时间步的输出值。实际上,这些电路是完全的限制比较器部分,必须饱和输入的变化。因此,这些系统可以有点慢与其他结构相比,生成输出通过柜台或通过多个并行比较器。

逐次逼近(SAR)

这也是最常见的一种ADC。更先进的微控制器或处理器可能一个SAR ADC融入组件包,尤其是在混合信号微控制器市场出类拔萃。SAR ADC的架构如下所示。

类型的adc

SAR ADC框图

输入部分使用一个取样保持的(SAH)电路跟踪输入信号在每一个时钟脉冲。比较器然后跟踪输入增加时,通过控制块。一系列N比较并行是用来确定每个N比特的输出比特流。因此,SAR ADC至少需要(N + 1)时钟周期模拟输入转换为一个数字号码。输出可以作为串行比特流或并行总线提供一个时钟周期的延迟。

管线式ADC

这些adc用于精密测量设备需要甚至反应广泛的带宽,如示波器和高带宽数据收集单位。虽然他们没有最高的决议,他们仍然提供非常准确的测量时噪音非常低。16位是一个典型的分辨率值,样本率达到~ 1 GHz。这些adc的架构可以相当复杂,涉及多个阶段和sub-ADC并行DAC模块。并行体系结构使得这些adc很快只有几个时钟周期的延迟。

Flash ADC

这些ADC升级而流水线ADC、和他们通常用于射频测量和直接转换的应用程序。这些产品的权衡是低分辨率,不超过10 - 12位的位深。Flash adc使用大型平行银行比较器的宽带低增益前置放大器,后跟一个门闩。这些ADC的平行结构的模拟输入阶段这些组件提供了更高的延迟比流水线ADC、达到低至1时钟周期。