一文解析逐次通近型寄存器ADC
模数转换器（adc）将模拟电压转换成数字（用于计算机，如微控制器）。adc具有特定的分辨率，以及正负基准电压。例如，10位adc将输入电压转换为0-1023之间的数字（1023是可以用10位表示的最大数字）。如果负基准电压为0v，正基准电压为5v，则adc结果0表示0v，adc结果1023表示5v。511的adc结果意味着2.5v，依此类推。每个数值步长（分辨率）相当于大约4.9毫伏（5v/1024）。
存在许多不同类型的adc，本文将研究逐次逼近型［寄存器］或sar adc。sar adcs是微控制器中最常见的类型，对于典型分辨率，它具有良好的（相对较快的）转换时间（低延迟）。
sar adc剖析
sar adcs由3个元件组成：
采样保持电路。
数模转换器。
比较器。
（驱动dac的逐次逼近型寄存器本身可以视为第四个元件）
采样保持电路对输入电压进行采样，然后在转换完成时将其存储（保持恒定和稳定）。从概念上讲，这只是一个开关和一个电容器；开关闭合，将电容充电至输入电压，然后再次打开，让电容保持采样电压。
实际上，一些缓冲运算放大器（参见我们的运算放大器文章）用于防止电压失真。
开关是通过晶体管实现的。
使用dac和比较器，然后执行二分搜索法以逼近输入值。
二进位检索
二分搜索法是一种搜索算法，它通过不断将搜索域一分为二（二进制）并检查输入落在搜索域的哪一侧来缩小搜索结果。换句话说，该算法检查输入是大于还是小于搜索域中间的值。这可能最容易用一个例子来解释：
假设我们有一组数字，从最小到最大排序，我们需要将另一个数字插入到该组中，同时保持该组排序。计算机如何计算出在哪里插入数字？
将55插入以下集合，保持从最小到最大的顺序。
2、7、15、33、40、45、77、89
一种方法是简单地从集合的开头开始，一个接一个地检查每个数字，直到我们找到一个大于我们输入的数字（或者直到我们到达集合的结尾），然后在它之前插入数字。对于较小的数字集合，这种方法可能足够快，但是随着集合的大小增加（增加到成百上千个条目），搜索算法在大多数情况下会快得多。
使用二分搜索法算法，我们将搜索域分为2，然后检查我们的输入是否大于或小于中间的数字。没有确切的中间值，所以我们执行一个规则，规定我们使用正好在中间值右边的数字：
55 》 45，所以我们知道对于这个集合，这个数字正好落在45的右边。
对于一组8个号码，该过程将总是需要总共3个搜索步骤。
二分搜索法合成孔径雷达adc
sar adc二分搜索法以同样的方式工作，使用dac产生要搜索的一组数字，使用比较器将输入值与当前搜索位置进行比较。
假设我们有一个4位adc，分辨率为16级（值0-15），正基准电压为+5v（负基准电压为0v），输入电压为3.6v。
我们从逐次逼近寄存器中的二进制值1000开始，它是十进制的8（刚好在一半以上）。
正基准电压为+5v（负基准电压为0v）的4位adc上的3.6v输入转换为二进制值1010（十进制10）。
换句话说，这个过程如下所示：
下面是另一个例子，对于1.10v的输入电压：
请注意，二分搜索法算法总是需要固定数量的步骤来完成，这意味着它总是需要相同的时间来运行转换。
摘要
sar adcs是一种常见的模数转换器，在典型分辨率下具有相对较快的转换时间。由于这些adc使用的二分搜索法算法总是需要固定的步骤数，因此转换时间是可以预测的。
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假设我们有一组数字，从最小到最大排序，我们需要将另一个数字插入到该组中，同时保持该组排序。计算机如何计算出在哪里插入数字？
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55 》 45，所以我们知道对于这个集合，这个数字正好落在45的右边。
对于一组8个号码，该过程将总是需要总共3个搜索步骤。
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正基准电压为+5v（负基准电压为0v）的4位adc上的3.6v输入转换为二进制值1010（十进制10）。
换句话说，这个过程如下所示：
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请注意，二分搜索法算法总是需要固定数量的步骤来完成，这意味着它总是需要相同的时间来运行转换。
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