原创 一文了解A/D模数转换器！四种ADC拓朴结构分析

在一般1.5bit/级结构的情况下，从决定了MSB的第1级开始依次流水线操作，从而反复进行以下的处理。（VREF：参考电压）

• 采样(S&H)模拟输入。
• 同时用A/D转换器（ADC）把模拟输入转换成3值(1.5bit)的数字值。（此处确定级别的数字输出）
  • 模拟输入≦-VREF/4→ D="00"
  • -VREF/4<模拟输入≦+VREF/4→ D="01"
  • +VREF/4<模拟输入→D="10"
• 用D/A转换器（DAC）把3值(1.5bit)的数字值转换为模拟值。
  • D="00" → DAC输出：-VREF/2
  • D="01" → DAC输出：0
  • D="10" → DAC输出：+VREF/2
• 从采样电压扩大到减去了DAC输出电压的2倍后，输出到下一级。

决定了LSB的N级处理完成之后，补偿了各级别间的延迟，通过加上各个数字输出，数字信号的转变完成。

• 可实现高分辨率。（最多16位左右）
• 可高速转换。（采样频率高达约200MHz的）
• 通过流水线操作，由于需要等待数字信号输出的时间，不适用于需要控制等实时的应用。

为了使采样的模拟信号和D/A转换器（DAC）的输出一致，从MSB开始逐次比较(Successive Approximation)。

• 模拟输入信号采样(S&H)
• 逐次逼近寄存器(SAR)的MSB设置为"1"。（其他为"0"）
• 逐次逼近寄存器(SAR)的数字值用D/A转换器（DAC）转换成模拟值。
• 比较采样电压和DAC输出电压的大小。
  • 确定采样电压＞DAC输出电压 → MSB＝"1"
  • 确定采样电压＜DAC输出电压 → MSB＝"0"

下方是通过到LSB为止重复相同的逐次逼近来完成数字信号的转换。

• 可实现高分辨率。（最多18位左右）
• 为了转换以及需要（分辨率＋α）的时钟周期，转换速度为中度。（最多约10MHz的采样频率）
• 反应良好，输入时连接复用器，轻松切换模拟信号。