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標(biāo)簽 > adc
ADC，Analog-to-Digital Converter的縮寫，指模/數(shù)轉(zhuǎn)換器或者模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。是指將連續(xù)變量的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)的器件。真實(shí)世界的模擬信號(hào)，例如溫度、壓力、聲音或者圖像等，需要轉(zhuǎn)換成更容易儲(chǔ)存、處理和發(fā)射的數(shù)字形式。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，在各種不同的產(chǎn)品中都可以找到它的身影。
ADC，Analog-to-Digital Converter的縮寫，指模/數(shù)轉(zhuǎn)換器或者模數(shù)轉(zhuǎn)換器［1］ 。是指將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)的器件。真實(shí)世界的模擬信號(hào)，例如溫度、壓力、聲音或者圖像等，需要轉(zhuǎn)換成更容易儲(chǔ)存、處理和發(fā)射的數(shù)字形式。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，在各種不同的產(chǎn)品中都可以找到它的身影。
與之相對應(yīng)的DAC，Digital-to-Analog Converter，它是ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換的逆向過程。
ADC最早用于對無線信號(hào)向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換。如電視信號(hào)，長短播電臺(tái)發(fā)接收等。
ADC，Analog-to-Digital Converter的縮寫，指模/數(shù)轉(zhuǎn)換器或者模數(shù)轉(zhuǎn)換器［1］ 。是指將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)的器件。真實(shí)世界的模擬信號(hào)，例如溫度、壓力、聲音或者圖像等，需要轉(zhuǎn)換成更容易儲(chǔ)存、處理和發(fā)射的數(shù)字形式。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，在各種不同的產(chǎn)品中都可以找到它的身影。
與之相對應(yīng)的DAC，Digital-to-Analog Converter，它是ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換的逆向過程。
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速度和精度
模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的速度根據(jù)其種類有較大的差異。威爾金森模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器受到其時(shí)鐘率的限制。頻率超過300兆赫茲已經(jīng)成為可能。轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間直接與通道的數(shù)量成比例。對于一個(gè)逐次逼近（successive-approximation）模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)換時(shí)間與通道數(shù)量的對數(shù)成比例。這樣，大量通道可以使逐次逼近轉(zhuǎn)換器比威爾金森轉(zhuǎn)換器快。然而，威爾金斯轉(zhuǎn)換器小號(hào)的時(shí)間是數(shù)字的，而逐次逼近轉(zhuǎn)換器是模擬的。由于模擬的自身就比數(shù)字的更慢，當(dāng)通道數(shù)量增加，所需的時(shí)間也增加。這樣，其在工作時(shí)具有相互競爭的過程。Flash模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器是這三種里面最快的一種，轉(zhuǎn)換基本是以一個(gè)單獨(dú)平行的過程。對于一個(gè)8位單元，轉(zhuǎn)換可以在十幾個(gè)納秒的時(shí)間內(nèi)完成。
人們期望在速度和精確度之間達(dá)到一個(gè)最佳平衡。Flash模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器具有與比較器水平的漂移和不確定性，這將導(dǎo)致通道寬度的不均一性。結(jié)果是Flash模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的線性不佳。對于逐次逼近模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，糟糕的線性也很明顯，不過這還是比Flash模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器好一點(diǎn)。這里，非線性是源于減法過程的誤差積累。在這一點(diǎn)上，威爾金森轉(zhuǎn)換器是表現(xiàn)最好的。它們擁有最好的微分非線性。其他種類的轉(zhuǎn)換器則要求通道平滑，以達(dá)到像威爾金森轉(zhuǎn)換器的水平。
數(shù)字輸出選擇
1.高端儀表促進(jìn)了更快的ADC速度和更多的通道數(shù)與密度，設(shè)計(jì)者必須評估轉(zhuǎn)換器的輸出格式，以及基本的轉(zhuǎn)換性能。
2.主要的輸出選項(xiàng)是CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）、LVDS（低壓差分信令），以及CML（電流模式邏輯）。
3.要考慮的問題包括：功耗、瞬變、數(shù)據(jù)與時(shí)鐘的變形，以及對噪聲的抑制能力。
4.對于布局的考慮也是轉(zhuǎn)換輸出選擇中的一個(gè)方面，尤其當(dāng)采用LVDS技術(shù)時(shí)。
當(dāng)設(shè)計(jì)者有多種ADC選擇時(shí)，他們必須考慮采用哪種類型的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出：CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）、LVDS（低壓差分信令），還是CML（電流模式邏輯）。ADC中所采用的每種數(shù)字輸出類型都各有優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)者應(yīng)結(jié)合自己的應(yīng)用來考慮。這些因素取決于ADC的采樣速率與分辨率、輸出數(shù)據(jù)速率，以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功率要求，等等。
ADC原理
下面我們以逐次逼近ADC為例介紹一下其原理。逐次逼近ADC的工作原理是它首先得到最高的有效位，然后是第二個(gè)最高有效位，直到得到最后一個(gè)。ADCV08832是一個(gè)低功耗版本的器件，它的操作電壓較低。
對于任何逐次逼近ADC，都有5個(gè)組成部分：第一部分是DAC，其中含有一個(gè)算術(shù)邏輯測試單元，會(huì)比較DAC的輸出和模擬信號(hào)的輸入，直到兩者接近;第二部分是輸出寄存器;第三部分是比較器，逐次逼近ADC僅含有一個(gè)比較器，所以功耗和管芯尺寸都比較小;第四部分是邏輯電路;第五部分是時(shí)鐘。
逐次逼近型ADC在逐次逼近的方法上分為兩種，以3比特采樣為例，它首先將基準(zhǔn)電壓分為7個(gè)比較電壓，使輸入信號(hào)同時(shí)與這7個(gè)電壓進(jìn)行比較，最接近的比較電壓是表示數(shù)值;第二種是將輸入電壓逐次接近電壓的二分之一、四分之一、八分之一等，順序產(chǎn)生比較后的數(shù)字信號(hào)。
ADC應(yīng)用
音樂錄制
模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對于目前的音樂復(fù)制技術(shù)至關(guān)重要。由于大多數(shù)音樂都在計(jì)算機(jī)上制作，當(dāng)模擬信號(hào)被錄制，就需要一個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器來創(chuàng)建脈沖編碼調(diào)制（PCM）數(shù)據(jù)流，并可以以數(shù)字音樂格式刻錄在CD上。
信號(hào)處理
在模擬信號(hào)需要以數(shù)字形式處理、存儲(chǔ)或傳輸時(shí)，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器幾乎必不可少。例如，快速視頻模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器在電視調(diào)諧卡中得到了應(yīng)用。8，10，12或16位的慢速在片（On-chip）模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器在單片機(jī)里十分普遍。
SAR ADC是通過逐次逼近的方式將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，是應(yīng)用最廣泛的ADC類型之一，包括傳統(tǒng)工業(yè)、醫(yī)療、儀器儀表，以及新興產(chǎn)業(yè)商業(yè)航天、量子通信等...
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