金手套 ADC 錦標(biāo)賽――SAR 迎戰(zhàn)

第六輪：積分非線性

積分非線性誤差體現(xiàn)為實際轉(zhuǎn)換函數(shù)與直線之間的偏差。直線可以是可盡可能降低偏差的最佳直線，也可以是增益和偏置誤差取消后在轉(zhuǎn)換函數(shù)端點之間所畫的直線。對 ADC 而言，偏差是兩個步進(jìn)之差，積分非線性顧名思義就是指從下至特定步進(jìn)的差動非線性之和，其決定著步進(jìn)的積分非線性值。

第六輪的勝出者是∑△ADC。其設(shè)計并不取決于具體的組件匹配或組件值。SAR ADC則需要高度準(zhǔn)確的DAC和比較器。

第七輪：量化誤差

量化誤差是由 ADC 有限的分辨率造成的，也是各種類型 ADC 所無法避免的缺陷。它是 ADC 模擬輸入電壓和輸出數(shù)字化值之間的化整誤差。噪聲就是非線性的，并從屬于信號。

∑△轉(zhuǎn)換器不需要抗混濾波器，由于采樣率大大高于有效帶寬，因此模擬輸入處會出現(xiàn)驟降。過采樣會平衡掉模擬輸入處的任何系統(tǒng)噪聲。∑△轉(zhuǎn)換器的速度較慢，但分辨率較高。

SAR ADC的主要優(yōu)勢在于低功耗、高分辨率和準(zhǔn)確性。在SAR ADC中，提高分辨率會增加更為準(zhǔn)確的內(nèi)部組件成本。

盡管∑△ADC 在多輪比拼中獲勝，但評委還是認(rèn)為二者基本打平。兩種轉(zhuǎn)換器在特定應(yīng)用中的表現(xiàn)很好，因此必須根據(jù)量化信號、轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確性和價格來選擇∑△或SAR ADC。二者都有其用武之地。

讓我們從錦標(biāo)賽的比拼中返回到現(xiàn)實的模擬領(lǐng)域。顯而易見，在消費、汽車、醫(yī)療、到工業(yè)等各種應(yīng)用中，必須檢測、放大、調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換各種感應(yīng)器采集的模擬信號，從而實現(xiàn)在數(shù)字領(lǐng)域中對其加以處理。SAR和DelSig 各有優(yōu)缺點，設(shè)計人員需根據(jù)不同的具體應(yīng)用要求加以選擇。毫無疑問，這兩種轉(zhuǎn)換器在不同領(lǐng)域都能發(fā)揮出各自的效用，而賽普拉斯半導(dǎo)體公司 PSoC 產(chǎn)品近期提供的可編程模擬系統(tǒng)帶來了一款靈活的平臺，設(shè)計人員可用其來構(gòu)建多個 SAR、DelSig，甚至同時構(gòu)建SAR和DelSig。

我們從圖 # 看出，軟件開發(fā)工具 PSoC Creator 組件庫——包括能在獨特軟硬件協(xié)同設(shè)計環(huán)境中配置 PSoC 器件的圖形設(shè)計編輯器在內(nèi)的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)——中提供了模擬符號。模擬可編程系統(tǒng)創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)和高級模擬信號處理塊的專用組合。這些塊彼此互聯(lián)，可提供高度的設(shè)計靈活性和 IP 安全性。PSoC Creator 軟件程序提供了用戶友好型界面，可配置 GPIO 和多種模擬資源之間的模擬連接，也能配置模擬資源彼此之間的連接，從而幫助設(shè)計人員構(gòu)建自己的組件，如一般包括 DAC、比較器和數(shù)字邏輯的 SAR ADC（圖 #）。

可編程模擬不僅能實現(xiàn)可在最后時刻進(jìn)行方案調(diào)整的靈活開發(fā)，同時還提供了一個適當(dāng)?shù)钠脚_。無論金手套錦標(biāo)賽中的勝負(fù)如何，設(shè)計人員均能借助該平臺進(jìn)行各種嘗試并操控不同領(lǐng)域的各種分離式模擬組件，進(jìn)而構(gòu)建最佳的系統(tǒng)。