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模拟和数字转换/ADC转换器

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ADC转换器步骤

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模拟数字转换器 (ADC) 将模拟输入信号通过数学函数转换为数字输出信号。虽然有许多方法可以实现 ADC,但实际上会发生三个步骤

  1. 抗混叠滤波器阻止不需要的频率。
  2. 信号被采样。
  3. 采样信号被量化。
  4. 量化信号被数字化编码。

闪速转换器ADC

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闪速 ADC 是速度最快的 ADC,因为它只需一个时钟脉冲即可产生数字输出。它是一种直接比较型架构。它需要 2^n-1 个比较器、2^n 个电阻和一个温度计到二进制编码器。

逐次逼近ADC

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逐次逼近是由于其效率而成为应用最广泛的流行方法。如图所示,SAR ADC 的框图。

工作原理:首先,让我们设置 SAR 寄存器的 MSB 位,即 d1 = 1。它被应用于 4 位 D/A 转换器,即 1000。D/A 转换器将生成其模拟值并发送到控制逻辑。控制逻辑的输出是 VR。现在在比较器中,有两个输入 VR(参考电压)和 VA(输入模拟)。如果 VR > VA  比较器的输出为低,并且相应地重置位 d1。如果 VR <VA  比较器的输出为高,并且位 d1 保持高电平。对所有位重复相同的过程,即对 d2、d3、…、dn,并且可以以串行或并行方式获取输出。优点:转换时间是固定的,因为它不依赖于模拟输入的幅度。

Σ-Δ ADC

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在需要至少 16 位分辨率的系统(如音频电子设备)中,最常见的 ADC 转换器类型是 Σ-Δ 转换器。

与其他类型的 ADC 不同,Σ-Δ 转换器不会在任何特定时间点对信号进行采样。相反,数字输出值是在整个采样时间内对信号的加权平均值。

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