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系统分析中ADC的几个关键指标(2)

ADC增益能力

ADC电路内的模拟和/或数字增益有时明显,有时却不那么明显。例如,基本SAR-ADC便没有模拟增益能力。只要您查看数据表的首页和简化版ADC电路图,就会很容易知道这一点。另一方面,一些SAR-ADC具有内部可编程增益放大器(PGA)电路。这种PGA功能提供一种器件内部模拟增益。尽管这是一种方便的增益模块,但是有一点很重要,那就是要注意位数不随PGA增益变化而改变。唯一明显的变化是ADC的输入范围和码宽(LSB)电压。随着PGA增益的增加,ADC的输入范围缩小。

如果转换器拥有12位以上,则或许可以通过转换器实现数字(或者过程)增益。如果您使用一个24位ΔΣ ADC,则您会发现4,096个能产生12位码的输出码位置。一个24位ADC的输出码数为224即16,777,216码。

功耗

至于功耗,您可以利用SAR-ADC实现降耗功能。SAR-ADC在转换某个信号时会产生功耗。SAR-ADC通过输入模拟信号的“快照”产生一个数字输出码。当SAR-ADC不在转换时,器件进入睡眠模式。这种特性在电池供电型应用中很有用。

ΔΣ转换器的功耗模型不同于SAR-ADC。ΔΣ转换器获取众多输入信号采样,然后把这些采样组合成一个输出码表示。在输出有效期间,转换器继续采样,以为下一输出码做准备。ΔΣ转换器没有这种方便的SAR-ADC即降功耗功能。

吞吐量计时

尽管SAR-ADC和ΔΣ转换器都发射串行输出数据流(代表其转换),但是在其转换期间这两种器件有明显的差异。SAR-ADC对输入信号进行采样,然后把一个信号转换为串行数字输出。图2显示了一个SAR-ADC转换计时的过程。图中吞吐时间包括转换时间(tCONV)和静态时间(tq)。转换器在其输出端(SDO)发射串行12位数据流。


图2:使用ADC7886的12位SAR-ADC转换器计时图

您可以把SAR-ADC看作一个单次传输模式转换器,其中输出数据代表一个单模拟采样。

图3描述了一种可能的ΔΣ转换器计时情况。该图中,转换器获取多个采样,然后在内部产生中间转换。


图3:使用ADC1258的12位ΔΣ转换器计时图

该图显示了使用五阶数字滤波器的ΔΣ转换器的中间内部转换。注意,“隐藏转换”为内部数字滤波器阶的人为现象。用户绝不可能看到这些隐藏转换。

下一页:ΔΣ转换器的输出噪声


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