應(yīng)用選擇最佳逐次逼近寄存器ADC的方式

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(jiǎn)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）。

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）。

采用該配置的一個(gè)最常見應(yīng)用是分流監(jiān)測(cè)。在該應(yīng)用中不僅可針對(duì)固定 DC 電壓測(cè)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。

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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