模擬工程師必知必會(huì):帶你全方位學(xué)習(xí)模數(shù)轉(zhuǎn)換器二

　　缺點(diǎn)：在高于14位分辨率情況下，價(jià)格較高;傳感器產(chǎn)生的信號(hào)在進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換之前需要進(jìn)行調(diào)理，包括增益級(jí)和濾波，這樣會(huì)明顯增加成本。

　　2.積分型ADC

　　積分型ADC又稱(chēng)為雙斜率或多斜率ADC，它的應(yīng)用也比較廣泛。它由1個(gè)帶有輸入切換開(kāi)關(guān)的模擬積分器、1個(gè)比較器和1個(gè)計(jì)數(shù)單元構(gòu)成，通過(guò)兩次積分將輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成與其平均值成正比的時(shí)間間隔。與此同時(shí)，在此時(shí)間間隔內(nèi)利用計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。

　　積分型ADC兩次積分的時(shí)間都是利用同一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器和計(jì)數(shù)器來(lái)確定，因此所得到的D表達(dá)式與時(shí)鐘頻率無(wú)關(guān)，其轉(zhuǎn)換精度只取決于參考電壓VR。此外，由于輸入端采用了積分器，所以對(duì)交流噪聲的干擾有很強(qiáng)的抑制能力。能夠抑制高頻噪聲和固定的低頻干擾(如50Hz或60Hz)，適合在嘈雜的工業(yè)環(huán)境中使用。這類(lèi)ADC主要應(yīng)用于低速、精密測(cè)量等領(lǐng)域，如數(shù)字電壓表。

　　優(yōu)點(diǎn)：分辨率高，可達(dá)22位;功耗低、成本低。

　　缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速率低，轉(zhuǎn)換速率在12位時(shí)為100～300SPS。

　　3.并行比較A/D轉(zhuǎn)換器

　　并行比較ADC主要特點(diǎn)是速度快，它是所有的A/D轉(zhuǎn)換器中速度最快的，現(xiàn)代發(fā)展的高速ADC大多采用這種結(jié)構(gòu)，采樣速率能達(dá)到1GSPS以上。但受到功率和體積的限制，并行比較ADC的分辨率難以做的很高。

　　這種結(jié)構(gòu)的ADC所有位的轉(zhuǎn)換同時(shí)完成，其轉(zhuǎn)換時(shí)間主取決于比較器的開(kāi)關(guān)速度、編碼器的傳輸時(shí)間延遲等。增加輸出代碼對(duì)轉(zhuǎn)換時(shí)間的影響較小，但隨著分辨率的提高，需要高密度的模擬設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換所必需的數(shù)量很大的精密分壓電阻和比較器電路。輸出數(shù)字增加一位，精密電阻數(shù)量就要增加一倍，比較器也近似增加一倍。

　　并行比較ADC的分辨率受管芯尺寸、輸入電容、功率等限制。結(jié)果重復(fù)的并聯(lián)比較器如果精度不匹配，還會(huì)造成靜態(tài)誤差，如會(huì)使輸入失調(diào)電壓增大。同時(shí)，這一類(lèi)型的ADC由于比較器的亞穩(wěn)壓、編碼氣泡，還會(huì)產(chǎn)生離散的、不精確的輸出，即所謂的“火花碼”。

　　優(yōu)點(diǎn)：模/數(shù)轉(zhuǎn)換速度最高。

　　缺點(diǎn)：分辨率不高，功耗大，成本高。

　　4.壓頻變換型ADC

　　壓頻變換型ADC是間接型ADC，它先將輸入模擬信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換成頻率與其成正比的脈沖信號(hào)，然后在固定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)此脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)果即為正比于輸入模擬電壓信號(hào)的數(shù)字量。從理論上講，這種ADC的分辨率可以無(wú)限增加，只要采用時(shí)間長(zhǎng)到滿(mǎn)足輸出頻率分辨率要求的累積脈沖個(gè)數(shù)的寬度即可。

　　優(yōu)點(diǎn)：精度高、價(jià)格較低、功耗較低。

　　缺點(diǎn)：類(lèi)似于積分型ADC，其轉(zhuǎn)換速率受到限制，12位時(shí)為100～300SPS。