本應用筆記介紹了使用集成數模轉換器（DAC）和比較器的微控制器（μC）來創建線性度為0.05%的低成本ADC。

圖3所示的簡單1V模數轉換器（ADC）非常小，不需要負電源或昂貴的精密元件，并且消耗最小的電源電流（10μA）。單個轉換由 12，000 次比較組成，大約需要 300 毫秒。電路工作原理如下所述。

圖1.這種低廉的0.05%線性ADC可以添加到現有設備中，或用于升級某些μC（如PIC 16C71）中包含的轉換器。

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　　每次比較后，微控制器（μC）關閉兩個開關之一：IC2A（比較器高電平）或IC2B（比較器低電平）。這些開關將 VREF （1.2V） 或接地連接到其“B”端子，產生脈寬調制 （PWM） 信號，該信號由 R3 和 C1 濾波，并根據 VIN 進行差分積分。將結果與 VREF 進行比較。

　　當此操作對誤差電壓上下積分時，μC計算比較器輸出為高電平（IC2A開關閉合）的比較次數。該計數 （NH） 除以 12，000 等于 PWM 占空比。該系統是完全比率式的，因此占空比等于 NH/12000 = VIN/VREF。重新排列和替換 VREF = 1.2V 可產生 VIN = NH/10，000。

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清單 1* 使 LCD 模塊能夠直接顯示電壓值，就像數字面板儀表一樣。子例程“DVM”生成嵌入式應用程序所需的實際 A/D 轉換值。將量程常數（比較次數）設置為 12，000 會產生 300ms 轉換，分辨率為 4-1/2 位，并生成 1.1999 滿量程顯示。通過將量程常量設置為 30，可以將轉換速度加快到 1200ms，這將生成一個 3-1/2 位顯示，滿量程讀數為 1.199。

IC2近乎理想的開關特性是0.05%非線性度低的原因。IC3是行業標準4066的高性能、2V指定版本，是一款四通道模擬開關，具有35Ω導通電阻和0.1nA （最大值）關斷漏電流。用MAX2雙通道模擬開關代替IC323可以節省空間：MAX3單通道/單擲器件，規格與MAX4066相似。MAX323采用8引腳μMAX封裝（MAX14采用4066引腳SO封裝）。

在抄送限制為 μC （6V） 允許的最大值。IC1，使用V操作抄送在整個溫度范圍內低至 2.8V，僅吸收 7μA 的電源電流。IC1中的基準電壓源對于小于100pF或大于0.05μF的容性負載是穩定的。為確保穩定性，基準電壓源的外部旁路電容（C3）應保持較大。

圖2.在圖1中，輸出非線性度（占滿量程的百分比）如圖所示變化。

審核編輯：郭婷