由于擁有較高的分辨率和采樣率,SAR型ADC一直被眾多工業和汽車客戶所親睞。但是SAR型ADC由于其特殊的特性,所以對外圍電路也相應的提出很多“特殊需求”。
首先就是抗混疊電路的需求。例如當電路中的SAR型ADC采樣率為fs時,根據香濃采樣定律,輸入信號的頻率需要小于fs/2,頻率超過fs/2的信號將會通過混疊效應“混入”有用信號頻帶中,并且無法區分。因此,為了避免混疊的問題,絕大部分SAR型ADC電路需要在前端設計專用的多階有源濾波器,濾掉頻率超過fs/2的信號。(注:Σ-Δ型ADC理論上也需要抗混疊濾波器,但是由于其過采樣特性及內部數字濾波器的帶外衰減特性,其對抗混疊濾波器的設計要求要低很多,多數情況下一階RC電路能夠滿足抗混疊需求。)
其次是模擬輸入與基準輸入的驅動問題。不同于大學課本上講到的,現在市面上流行的大部分SAR型ADC不再是通過分壓電阻網絡來實現電壓的逐次逼近,由于CMOS工藝的普及,取而代之的是通過內部電容網絡實現電荷的逐次逼近,這樣無論是ADC的信號輸入端還是基準輸入端,都是通過一個電容采樣,這個電容一般為幾個皮法到幾十個皮法。這樣帶來的兩個新的問題就是:1,我們能否在采樣的短暫時間內將這個電容完全充滿;2,這個電容在采樣瞬間是否會把我們信號瞬態拉低。(具體的SAR ADC驅動設計請參考SLAA571A:Design Challenges and Improvement Techniques for SAR ADC Driver Circuit)。糟糕的驅動設計會導致無論是輸入信號,還是基準信號都會被瞬態拉低,并且造成采樣誤差,如下圖所示:

所以標準的SAR型ADC驅動電路需要基準及驅動電路,抗混疊濾波器,輸入驅動電路等三個部分,其電路結構如下:

除了上述的兩個關鍵問題以外,SAR型ADC采樣電路往往還需要配備電壓基準,模擬開關,輸入放大及直流偏置電路(交流信號無法直接被單電源ADC采樣)等,復雜的系統設計往往會另工程師們望而卻步。
針對于這一問題,現TI開發出一系列全集成式SAR型ADC, 其集成了高阻抗輸入可編程放大器,抗混疊濾波器,ADC驅動電路,模擬開關以及高精密電壓基準等,并且能在單電源供電環境下提供±10V/ ±5V/ ±2.5V等可編程輸入范圍。高集成度的設計使得這種ADC更像一塊電壓采集器,大大簡化采樣電路的設計,同時TI提供極具競爭力的價格,以便眾多工業客戶選用。其結構框圖如下:


這種全集成型的ADC大大簡化了電路設計,同時優化了成本。針對于這一類全集成型ADC,TI提供多種型號,涵蓋不同分辨率,不同通道,同步/非同步等多種器件。下面表格中羅列了全系列高集成度SAR型ADC,以及相應的資料及參考設計TI-Design,歡迎各位工程師點擊查看。

注:TI絕大部分器件都會有參考設計,我們叫做TI-Design,每一份TI-Design中都包括參考手冊, 原理圖,PCB,軟件代碼,測試結果,以及BOM表,用戶可以在TI官網免費下載。
責任編輯:lq
-
濾波器
+關注
關注
162文章
8412瀏覽量
185719 -
adc
+關注
關注
100文章
7511瀏覽量
555982 -
模數轉換器
+關注
關注
26文章
4013瀏覽量
130110
原文標題:高性能全集成逐次逼近寄存器型模數轉換器
文章出處:【微信號:elecfans,微信公眾號:電子發燒友網】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
發布評論請先 登錄
是德科技推出一系列全新Scale-up驗證解決方案
深入解析ADC10731/ADC10732/ADC10734/ADC10738 10位帶符號串行I/O A/D轉換器
ADS868x 16 位高速單電源 SAR ADC 核心信息總結
ADS891xB 系列 18 位高精度 SAR ADC 核心信息總結
ADS892xB 系列 16 位高精度 SAR ADC 核心信息總結
ADS8685 16位、500kSPS、1通道SAR ADC技術手冊
ADS8671 14位、1MSPS、1通道SAR ADC技術手冊
ADS868xW 系列 16 位高速 SAR ADC 技術文檔總結
Google Cloud展示一系列前沿技術更新
Texas Instruments ADS868xW 16 位 SAR 模數轉換器數據手冊
愛立信推出一系列AI驅動的新產品與合作計劃
Texas Instruments ADS8661W 12位高速SAR ADC數據手冊
TI開發出一系列全集成式SAR型ADC
評論