由于拥有较高的分辨率和采样率,sar型adc一直被众多工业和汽车客户所亲睐。但是sar型adc由于其特殊的特性,所以对外围电路也相应的提出很多“特殊需求”。
首先就是抗混叠电路的需求。例如当电路中的sar型adc采样率为fs时,根据香浓采样定律,输入信号的频率需要小于fs/2,频率超过fs/2的信号将会通过混叠效应“混入”有用信号频带中,并且无法区分。因此,为了避免混叠的问题,绝大部分sar型adc电路需要在前端设计专用的多阶有源滤波器,滤掉频率超过fs/2的信号。(注:σ-δ型adc理论上也需要抗混叠滤波器,但是由于其过采样特性及内部数字滤波器的带外衰减特性,其对抗混叠滤波器的设计要求要低很多,多数情况下一阶rc电路能够满足抗混叠需求。)
其次是模拟输入与基准输入的驱动问题。不同于大学课本上讲到的,现在市面上流行的大部分sar型adc不再是通过分压电阻网络来实现电压的逐次逼近,由于cmos工艺的普及,取而代之的是通过内部电容网络实现电荷的逐次逼近,这样无论是adc的信号输入端还是基准输入端,都是通过一个电容采样,这个电容一般为几个皮法到几十个皮法。这样带来的两个新的问题就是:1,我们能否在采样的短暂时间内将这个电容完全充满;2,这个电容在采样瞬间是否会把我们信号瞬态拉低。(具体的sar adc驱动设计请参考slaa571a:design challenges and improvement techniques for sar adc driver circuit)。糟糕的驱动设计会导致无论是输入信号,还是基准信号都会被瞬态拉低,并且造成采样误差,如下图所示:
所以标准的sar型adc驱动电路需要基准及驱动电路,抗混叠滤波器,输入驱动电路等三个部分,其电路结构如下:
除了上述的两个关键问题以外,sar型adc采样电路往往还需要配备电压基准,模拟开关,输入放大及直流偏置电路(交流信号无法直接被单电源adc采样)等,复杂的系统设计往往会另工程师们望而却步。
针对于这一问题,现ti开发出一系列全集成式sar型adc, 其集成了高阻抗输入可编程放大器,抗混叠滤波器,adc驱动电路,模拟开关以及高精密电压基准等,并且能在单电源供电环境下提供±10v/ ±5v/ ±2.5v等可编程输入范围。高集成度的设计使得这种adc更像一块电压采集器,大大简化采样电路的设计,同时ti提供极具竞争力的价格,以便众多工业客户选用。其结构框图如下:
这种全集成型的adc大大简化了电路设计,同时优化了成本。针对于这一类全集成型adc,ti提供多种型号,涵盖不同分辨率,不同通道,同步/非同步等多种器件。下面表格中罗列了全系列高集成度sar型adc,以及相应的资料及参考设计ti-design,欢迎各位工程师点击查看。
注:ti绝大部分器件都会有参考设计,我们叫做ti-design,每一份ti-design中都包括参考手册, 原理图,pcb,软件代码,测试结果,以及bom表,用户可以在ti官网免费下载。
人工智能技术的进程能否加快,可编程芯片才是关键
JPEG2000核心算法的研究及DSP实现
三星A40s全面评测 续航能力在整个手机界中是数一数二的水平
压力变送器的现场标定测试
车刀的实验
TI开发出一系列全集成式SAR型ADC
免费换电的猛犸电动已入驻深圳海岸城
创想三维新品首发 Ender-3 Max核心技术全面升级
一文分享OCS实现方法
再创新高!华为数据中心交换机市场份额43.85%,蝉联第一!
车联网潜力巨大 博泰押宝移动端
智能配电室系统的功能和应用
设计PROTEL99SE软件有2个以上电路板块的简易方法
汽车 SerDes 标准将如何帮助创新
无机太阳能电池
6个实用的电源设计技巧
南京大展热重分析仪在化工行业的应用
华为任正非:美国的一些政治家希望我们死
装设接地线的步骤_装设接地线注意事项
Diameter协议结构特点研究