用于高動(dòng)態(tài)范圍的ADC，逐次逼近還是Σ-Δ

Maithil Pachchigar

工業(yè)、儀器儀表和醫(yī)療設(shè)備中使用的高性能數(shù)據(jù)采集信號(hào)鏈需要寬動(dòng)態(tài)范圍和高精度。通過增加一個(gè)可編程增益放大器或并行操作多個(gè)ADC，使用數(shù)字后處理來平均結(jié)果，可以增加ADC的動(dòng)態(tài)范圍，但由于功耗、空間和成本限制，這些方法可能不切實(shí)際。過采樣使ADC能夠以低成本實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)解決棘手的空間、散熱和電源設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

過采樣是通過以遠(yuǎn)高于奈奎斯特速率（信號(hào)帶寬的兩倍）的速率對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣來執(zhí)行的，以提高信噪比（SNR）和有效位數(shù)（ENOB）。當(dāng)ADC進(jìn)行過采樣時(shí)，量化噪聲會(huì)擴(kuò)散，使得大部分噪聲發(fā)生在目標(biāo)帶寬之外，從而導(dǎo)致低頻下的整體動(dòng)態(tài)范圍增加。目標(biāo)帶寬之外的噪聲可以使用數(shù)字后處理消除，如圖1所示。過采樣率（OSR）是采樣率除以奈奎斯特率。由于過采樣而改善的動(dòng)態(tài)范圍（ΔDR）為 ΔDR = log2（OSR） × 3 dB。例如，對(duì)ADC進(jìn)行四倍過采樣可使動(dòng)態(tài)范圍增加6 dB，或增加一位分辨率。

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圖1.奈奎斯特ADC的過采樣

過采樣本質(zhì)上是在大多數(shù)集成數(shù)字濾波器的Σ-Δ型ADC中實(shí)現(xiàn)的，其中調(diào)制器時(shí)鐘速率通常是信號(hào)帶寬的32至256倍，但Σ-Δ型ADC僅限于需要在輸入通道之間快速切換的應(yīng)用。SAR架構(gòu)沒有延遲或流水線延遲，可實(shí)現(xiàn)高速控制環(huán)路和輸入通道之間的快速切換，其高吞吐率允許過采樣。

雖然兩種ADC拓?fù)涠伎梢跃_測(cè)量低頻信號(hào)，但SAR ADC的功耗與吞吐速率成比例，與通常消耗固定功率的Σ-Δ型ADC相比，功耗至少降低50%。ADI公司的AD7960 5 MSPS、18位SAR ADC提供了具有線性功耗調(diào)節(jié)的高吞吐速率示例。

位于SAR ADC前面的低通濾波器通過限制帶寬來最大限度地減少混疊并降低噪聲。Σ-Δ型ADC的高過采樣比和數(shù)字濾波器最大限度地降低了其模擬輸入端的抗混疊要求，過采樣降低了整體噪聲。為了增加靈活性，還可以在FPGA上執(zhí)行自定義數(shù)字濾波。

高性能SAR ADC的低本底噪聲和高線性度使其能夠在快速測(cè)量和控制應(yīng)用所需的小時(shí)間窗口內(nèi)提供更高的帶寬、高精度和離散采樣。它們的高吞吐速率、低功耗和小尺寸有助于設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)高通道密度系統(tǒng)常見的空間、散熱、功耗和其他關(guān)鍵設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。SAR ADC還具有相對(duì)于滿量程輸入信號(hào)的最低本底噪聲，從而具有更高的SNR和出色的線性度，但與Σ-Δ型ADC不同，它們無法抑制接近直流（1/50 Hz）的60/f噪聲。

SAR和Σ-Δ型ADC各有利弊。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)性能、速度、空間、功耗和成本要求做出權(quán)衡。

審核編輯：郭婷

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2012-04-28 10:32:03

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MAX1303逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器

MAX1302/MAX1303多量程、低功耗、16位、逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，采用+5V單電源供電，具有高達(dá)115ksps的吞吐量。

2012-04-28 10:37:25

4162

MAX11329-MAX11332逐次逼近寄存器ADC

MAX11329-MAX11332 12-/10-bit與外部參考和為500kHz，線性帶寬，高速，低功耗，串行輸出的逐次逼近寄存器(SAR)模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)

2012-07-04 10:04:53

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MAX11108 12位高速低功耗逐次逼近高性能ADC

MAX11108是一個(gè)很小的，12位，結(jié)構(gòu)緊湊，高速，低功耗，逐次逼近式模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）。

2012-12-10 10:42:03

1667

Linear推出14位4.5Msps逐次逼近寄存器ADC LTC2314-14

Linear推出 14 位 4.5Msps 逐次逼近寄存器（SAR） ADC LTC2314-14，該器件采用纖巧 8 引線 TSOT-23 封裝，與同類解決方案相比，尺寸減小多達(dá) 90%，適用于空間受限型應(yīng)用。

2013-03-13 09:41:18

1163

為逐次逼近型ADC設(shè)計(jì)可靠的數(shù)字接口

為逐次逼近型ADC 設(shè)計(jì)可靠的數(shù)字接口

2016-01-04 17:45:26

逐次逼近型 ADC：確保首次轉(zhuǎn)換有效

逐次逼近型 ADC：確保首次轉(zhuǎn)換有效 .

2016-01-04 18:04:36

AD轉(zhuǎn)換的基本原理和技術(shù)（逐次逼近型）

逐次逼近 ADC 包括 n 位逐次比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器如圖 1 所示。它由控制邏輯電路、時(shí)序產(chǎn)生器、移位寄存器、D/A 轉(zhuǎn)換器及電壓比較器組成。

2016-03-04 15:32:40

逐次逼近型 ADC如何確保首次轉(zhuǎn)換有效

2018-07-07 10:26:00

3748

PSoC 4 序列逐次逼近

2017-10-09 16:52:56

什么是逐次比較型adc?逐次比較型adc原理分析

轉(zhuǎn)換方式直接轉(zhuǎn)換ADC2.電路結(jié)構(gòu)逐次逼近ADC包括n位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器。它由控制邏輯電路、時(shí)序產(chǎn)生器、移位寄存器、D/A轉(zhuǎn)換器及電壓比較器組成。

2017-11-26 08:59:45

31971

高分辨率逐次逼近型ADC基準(zhǔn)電壓源電路設(shè)計(jì)的要求是什么？

逐次逼近型ADC的簡(jiǎn)化原理圖見圖1.采樣間隔期間，容性DAC連接至ADC輸入，并且與輸入電壓成比例的電荷被存儲(chǔ)在電容器中。轉(zhuǎn)換開始后，DAC從輸入端斷開。轉(zhuǎn)換算法逐個(gè)開關(guān)每一位至基準(zhǔn)電壓或地。電容上

2018-07-10 07:58:00

3040

逐次逼近型ADC的原理

逐次逼近式AD轉(zhuǎn)換器與計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換類似，只是數(shù)字量由“逐次逼近寄存器SAR”產(chǎn)生。SAR使用“對(duì)分搜索法”產(chǎn)生數(shù)字量，以8位數(shù)字量為例，SAR首先產(chǎn)生8位數(shù)字量的一半，即10000000B,試探模擬量Vi的大小，若Vo>Vi，清除最高位，若Vo

2018-03-19 13:51:23

26981

運(yùn)算放大器和逐次逼近寄存器的噪聲性能與ADC性能的匹配詳細(xì)概述

在混合信號(hào)應(yīng)用中適當(dāng)選擇驅(qū)動(dòng)模擬-模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的運(yùn)算放大器是至關(guān)重要的。設(shè)計(jì)者必須將諸如放大器噪聲、帶寬、穩(wěn)定時(shí)間和轉(zhuǎn)換速率等問題與ADC的信噪比（SNR）、無雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR

2018-05-25 08:37:36

電流模式逐次逼近ADS與基于CDAC的架構(gòu)比較的詳細(xì)資料概述

該應(yīng)用筆記將基本電流模式逐次逼近ADS與基于CDAC的架構(gòu)進(jìn)行比較，并示出如何將電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)添加到CDAC輸入允許Burr Brown ADS54和ADS74適合現(xiàn)有ADC54插座。然后繼續(xù)描述一些新的模擬輸入電壓范圍可在這些部件上，由于電阻網(wǎng)絡(luò)和CDAC方法。

2018-05-29 09:04:28

逐次逼近型ADC的基本原理分析與講解

逐次逼近型ADC的工作原理

2019-04-23 06:06:00

15206

AD7879逐次逼近型ADC的性能特點(diǎn)及應(yīng)用

AD7879是一款12-bit逐次逼近型ADC，具有同步串行接口以及用于驅(qū)動(dòng)4線電阻觸摸屏的低導(dǎo)通電阻開關(guān)。AD7879工作電源電壓極低，采用1.6 V～3.6V單電源供電，吞吐率為105 kSPS。

2019-07-09 06:07:00

5111

8通道多路復(fù)用逐次逼近寄存器，TI簡(jiǎn)單易用的12位SAR ADC

Texas Instruments（TI）的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）ADS7028和ADS7138。這兩款均為8通道多路復(fù)用逐次逼近寄存器（SAR）ADC，性能可靠，適用于機(jī)架式服務(wù)器、交流驅(qū)動(dòng)功率級(jí)模塊、汽車中心信息顯示屏和移動(dòng)機(jī)器人CPU板等應(yīng)用。

2020-09-21 15:35:53

3721

低功耗逐次逼近型ADC的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

AD7656/AD7657/AD7658均內(nèi)置六個(gè)16/14/12位、快速、低功耗逐次逼近型ADC，并集成到一個(gè)封裝中，采用iCMOS?工藝（工業(yè)級(jí)CMOS）設(shè)計(jì)。iCMOS是一種將高壓硅與亞微米

2020-10-25 11:07:31

2038

如何針對(duì)精密逐次逼近型ADC設(shè)計(jì)基準(zhǔn)電壓源電路

高分辨率、逐次逼近型 ADC 的整體精度取決于精度、穩(wěn)定性和其基準(zhǔn)電壓源的驅(qū)動(dòng)能力。ADC 基準(zhǔn)電壓輸入端的開關(guān)電容具有動(dòng)態(tài)負(fù)載，因此基準(zhǔn)電壓源電路必須能夠處理與時(shí)間和吞吐速率相關(guān)的電流。某些

2021-01-07 23:55:00

MT-021：ADC架構(gòu)II：逐次逼近型ADC

MT-021：ADC架構(gòu)II：逐次逼近型ADC

2021-03-21 04:10:18

UG-1304：評(píng)估AD7380 16位和AD7381 14位、2通道、同步采樣、逐次逼近ADC

UG-1304：評(píng)估AD7380 16位和AD7381 14位、2通道、同步采樣、逐次逼近ADC

2021-03-22 19:18:51

AN17-逐次逼近A->D轉(zhuǎn)換器的注意事項(xiàng)

2021-04-20 10:38:49

AD7582：CMOS 12位逐次逼近ADC數(shù)據(jù)表

AD7582：CMOS 12位逐次逼近ADC數(shù)據(jù)表

2021-05-19 19:44:54

UG-446：評(píng)估AD7490逐次逼近ADC

UG-446：評(píng)估AD7490逐次逼近ADC

2021-05-24 12:25:46

應(yīng)用選擇最佳逐次逼近寄存器ADC的方式

作者：Amit Kumbasi 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

2021-11-23 17:01:36

1754

ADI推新一代16至24位超高精度逐次逼近寄存器系列產(chǎn)品

近日，ADI推出新一代16至24位超高精度逐次逼近寄存器（SAR）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）系列產(chǎn)品，可簡(jiǎn)化儀器儀表、工業(yè)和醫(yī)療健康應(yīng)用中復(fù)雜的ADC設(shè)計(jì)。

2022-05-05 14:17:08

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燦芯半導(dǎo)體正式推出高精度16位逐次逼近型ADC

　中國(guó)上?！?022年6月9日——一站式定制芯片及IP供應(yīng)商——燦芯半導(dǎo)體日前宣布推出高精度16位逐次逼近型（16bit SAR）ADC。該IP首個(gè)測(cè)試芯片基于中芯國(guó)際55nm工藝流片成功，現(xiàn)已完成EVB測(cè)試，可提供給客戶進(jìn)行評(píng)估。

2022-06-09 09:38:21

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一款12位高速、低功耗的逐次逼近型ADC

AD7274是一款12位高速、低功耗的逐次逼近型ADC。工作電壓為：2.35V至3.6 V單電源，最高呑吐量可達(dá)3 MSPS。

2022-10-13 17:11:49

2755

高性能全集成逐次逼近寄存器型模數(shù)轉(zhuǎn)換器

2022-10-31 08:23:21

使用過采樣增加SAR ADC的動(dòng)態(tài)范圍

在之前的一些文章中，Δ-Σ和SAR（逐次逼近寄存器）ADC的一般概述中，已經(jīng)涵蓋了與信噪比（SNR）和有效位數(shù)（ENOB）相關(guān)的過采樣技術(shù)。過采樣技術(shù)最常用于 Δ-Σ ADC，但它也可用于 SAR ADC。在本文中，我們將更深入地了解其工作原理。首先，從系統(tǒng)級(jí)角度快速概述：

2023-01-08 21:08:35

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精密逐次逼近型ADC的電壓參考設(shè)計(jì)

高分辨率逐次逼近型ADC的整體精度取決于其基準(zhǔn)電壓源的精度、穩(wěn)定性和驅(qū)動(dòng)能力。ADC基準(zhǔn)輸入端的開關(guān)電容構(gòu)成動(dòng)態(tài)負(fù)載，因此基準(zhǔn)電壓源電路必須能夠處理與時(shí)間和吞吐量相關(guān)的電流。一些ADC在片上集

2023-01-30 14:28:17

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