現(xiàn)代微控制器（MCU）中常常集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），獨(dú)立 ADC 似乎正慢慢退出舞臺(tái)。

其實(shí)不然，對(duì)于從事工業(yè)、儀器儀表和嵌入式應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，獨(dú)立 ADC 仍然是設(shè)計(jì)中不可或缺的組件，因其在性能、布局靈活性和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔性方面具有集成解決方案無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

今天我們將揭秘獨(dú)立 ADC 的四大優(yōu)勢(shì)，并介紹相關(guān)的產(chǎn)品實(shí)例！

一、獨(dú)立 ADC 的四大優(yōu)勢(shì)

許多嵌入式系統(tǒng)都需要監(jiān)控實(shí)際信號(hào)，例如電壓、電流、溫度以及模擬傳感器的輸出。盡管集成 ADC 能夠處理基本任務(wù)，但當(dāng)設(shè)計(jì)需要某些高級(jí)功能時(shí)，它們可能會(huì)力不從心，例如：

更佳信號(hào)保真度

直接轉(zhuǎn)換控制

額外的 ADC 通道

更靠近傳感器的布局和走線優(yōu)化

獨(dú)立 ADC 則能夠滿足上述功能需求，它可以降低數(shù)字噪聲耦合、提供轉(zhuǎn)換控制專用引腳，還可以靈活布局。下文將逐一進(jìn)行講解：

1噪音隔離和信號(hào)精度

集成 ADC 最大的缺點(diǎn)是它們靠近 MCU 內(nèi)部的高噪聲數(shù)字電路?；逶肼暬?a target="_blank">電源干擾帶來(lái)的內(nèi)部耦合會(huì)降低敏感模擬測(cè)量的精度。而分立式 ADC 則在物理上靠近信號(hào)源放置，降低了潛在的噪聲污染。這在高精度、小信號(hào)或惡劣環(huán)境中尤為重要，例如工業(yè)過(guò)程控制和數(shù)據(jù)采集等應(yīng)用。

2直接控制和更多通道

采用獨(dú)立 ADC 讓設(shè)計(jì)人員可以選擇最適合被測(cè)信號(hào)的分辨率、速度和架構(gòu)。而且通常情況下，獨(dú)立 ADC 能為每次轉(zhuǎn)換提供直接時(shí)序控制，還可輕松擴(kuò)展可用 ADC 的通道數(shù)量，而無(wú)需配置復(fù)雜或昂貴的微控制器。當(dāng)需要新增采樣點(diǎn)，且當(dāng)前的電路板空間有限，上述優(yōu)勢(shì)可以大大縮短修改設(shè)計(jì)的時(shí)間。

3靈活放置以實(shí)現(xiàn)最佳性能

在許多需要監(jiān)控電路板健康狀況的應(yīng)用中，模擬信號(hào)源（例如分流器、溫度傳感器或電壓軌）通常遠(yuǎn)離系統(tǒng) MCU。傳遞低電平模擬信號(hào)經(jīng)電路板至中央 MCU 可能會(huì)引入噪聲并降低測(cè)量精度。而一個(gè)小巧獨(dú)立的 ADC 則可以被放置在緊靠信號(hào)源的位置，使模擬信號(hào)的走線盡可能縮短，而 ADC 輸出的數(shù)字信號(hào)卻對(duì)噪聲影響并不怎么敏感，即使走線很長(zhǎng)，到達(dá) MCU 前需要穿越整塊電路板也沒(méi)關(guān)系。

4簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)選擇

采用獨(dú)立 ADC 還可以大大簡(jiǎn)化整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)。獨(dú)立 ADC 能夠增強(qiáng)性能，集成基準(zhǔn)電壓源、可配置增益放大器、緩沖器、跨阻放大器、激勵(lì)源或溫度傳感器，從而更能滿足被測(cè)模擬信號(hào)的需求。獨(dú)立 ADC 大多都內(nèi)置基準(zhǔn)電壓源、前端信號(hào)調(diào)理、串行外設(shè)接口（SPI）或 I2C 數(shù)字接口，并且配置要求極低。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)具體應(yīng)用需求選擇合適的 ADC。

二、獨(dú)立 ADC 產(chǎn)品實(shí)例：

MDC97476/7/8 系列產(chǎn)品

MDC97476/7/8 系列器件（包括MDC97476、MDC97477和MDC97478）充分體現(xiàn)了獨(dú)立 ADC 的優(yōu)勢(shì)。

該系列 12 位、10 位和 8 位逐次逼近型（SAR）ADC 可提供高達(dá) 1Msps 的轉(zhuǎn)換速度，功耗極低（全速時(shí)低至 4.9mW ），且采用緊湊的 6 引腳 TSOT-23 封裝。

其主要特性包括：

分辨率：12 位（MDC97476）、10 位（MDC97477）、8 位（MDC97478）

速度：高達(dá) 1Msps

信噪比（SNR）：高達(dá) 72dB（LTC7476，120kHz 輸入）

電源：3V 至 5V 單電源

接口：簡(jiǎn)單 3 線、SPI 數(shù)字輸出

參考電壓：源自 VDD，無(wú)需外部參考電壓

工作溫度范圍：-40°C 至 +125°C

MDC9747x 系列器件無(wú)需配置寄存器，并配備簡(jiǎn)單的只讀數(shù)字接口，非常適合需要快速、精確轉(zhuǎn)換且軟件開(kāi)銷極低的應(yīng)用。它封裝小巧，可靠近模擬源放置，從而最大限度地提高信噪比（SNR）并簡(jiǎn)化布局。

無(wú)論您構(gòu)建的是工業(yè)傳感器集線器、電源監(jiān)控解決方案，還是需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的控制環(huán)路，這些 ADC 都易于部署，性能可靠而且精確。圖 1 所示為MDC97476的典型應(yīng)用電路。

圖 1：MDC97476 典型應(yīng)用電路

結(jié)語(yǔ)

嵌入式系統(tǒng)日益復(fù)雜，性能需求也不斷提升，在這種狀況下，獨(dú)立 ADC 仍然是設(shè)計(jì)人員的重要工具。它們兼具精度、靈活性和集成度優(yōu)勢(shì)，是對(duì) MCU 內(nèi)置 ADC 的有效補(bǔ)充。

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