SAR ADC 的輸入注意事項(xiàng)
發(fā)布時(shí)間:2021-07-09 來源:Amit Kumbasi 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】您是否知道輸入信號(hào)可能會(huì)影響為應(yīng)用選擇最佳逐次逼近寄存器 (SAR) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 的方式?在我們聽到“輸入”兩個(gè)字時(shí),腦海里會(huì)立即浮現(xiàn)頻率、幅值、正弦波以及鋸齒波等幾件事。所有這些都是優(yōu)化信號(hào)調(diào)節(jié)時(shí)需要考慮的相關(guān)問題。
但是,很多人不會(huì)預(yù)先考慮的一件事是 SAR ADC 的實(shí)際輸入類型。在本博客中,我將重點(diǎn)介紹三種 SAR 輸入(單端、偽差分與差分輸入)以及如何將其使用在應(yīng)用中。在以后的博客中,我還將討論性能差異以及獲得最優(yōu)輸入性能所必須考慮的一些重要實(shí)際注意事項(xiàng)。
單端輸入 SAR ADC
單端輸入是這三種輸入類型中最簡單的一種,因?yàn)?ADC 只有一個(gè)輸入。只要饋送信號(hào)在輸入引腳指定的范圍內(nèi),SAR 就會(huì)針對(duì) SAR 接地對(duì)輸入進(jìn)行數(shù)字化(見圖 1)。
圖 1:單端轉(zhuǎn)換實(shí)例
盡管大部分單端 SAR ADC 都可處理單極性信號(hào),但一部分可用于處理幅值 (A) 可輕松超過電源的雙極性信號(hào)。有些支持一個(gè)通道,有些則支持多個(gè)通道。使用單端 ADC 輸入的一個(gè)常見應(yīng)用是電源電壓監(jiān)控。
下面是有關(guān)圖 1 中所用單端輸入 SAR ADC 的更多信息:
偽差分輸入 SAR ADC
偽差分 SAR ADC 具有兩個(gè)輸入引腳,但被稱為“偽差分”,是因?yàn)樵谝粋€(gè)輸入保持為固定 DC 電壓(一般是 REF/2)而另一個(gè)輸入可接受動(dòng)態(tài)變化的輸入信號(hào)時(shí),可產(chǎn)生適當(dāng)?shù)?ADC 轉(zhuǎn)換。兩個(gè)輸入端 (AINP-AINM) 之間的差分信號(hào)隨后可轉(zhuǎn)換為數(shù)字代碼。通常為輸入變量提供 +/-100mV 的預(yù)留空間。圖 2 就是該輸入和一個(gè)獨(dú)特案例(其中固定輸入 (AINM) 可連接至信號(hào)接地,使其類似于單端輸入類型)。
圖 2:偽差分輸入配置
采用該配置的一個(gè)最常見應(yīng)用是分流監(jiān)測。在該應(yīng)用中不僅可針對(duì)固定 DC 電壓測量串聯(lián)電阻器一側(cè)的電壓,而且還可將其轉(zhuǎn)換回電流。
圖 2 中使用的偽差分輸入 SAR ADC 實(shí)例:
全差分輸入 SAR ADC
全差分輸入 SAR ADC 接受兩組輸入,一組輸入是另一組的有力補(bǔ)充(見圖 3)。這兩組輸入之間的差分信號(hào) (VDIFF = AINP – AINM) 可轉(zhuǎn)換。
在大多數(shù)差分輸入 SAR 中,對(duì) ADC 輸入的共模電壓 (VCM = (AINP + AINM)/2) 都有限制,其可轉(zhuǎn)換為兩個(gè)信號(hào)的固定 DC 偏移(一般是容差為 +/-100mV 的 REF/2)。
然而如圖 3 所示,有一些更新穎的 SAR ADC 提供一個(gè)特別的輸入級(jí),其可處理可在 0 和 REF 之間發(fā)生變化的共模電壓。這種輸入被稱為真差分輸入。
圖 3:全差分輸入配置
全差分 SAR ADC 支持雙極性輸入和/或多個(gè)通道,與單端 SAR ADC 類似。使用變壓器輸出的應(yīng)用可采用全差分輸入 SAR。
下面是關(guān)于圖 3 中所使用全差分輸入 SAR ADC 的更多信息:
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