整合SAR轉(zhuǎn)換器 ADC簡(jiǎn)化信號(hào)調(diào)節(jié)路徑

在圖2中，類(lèi)比增益級(jí)之后是抗混疊濾波器。這個(gè)叁階至五階抗混疊（類(lèi)比）濾波器會(huì)先移除疊加的類(lèi)比訊號(hào)雜訊，訊號(hào)才會(huì)送達(dá)SAR轉(zhuǎn)換器。在訊號(hào)變成數(shù)位字組之前，AAF將減少會(huì)混疊回?cái)?shù)位訊號(hào)的高頻率雜訊。類(lèi)比濾波是資料獲取系統(tǒng)重要的部分。如果不使用類(lèi)比濾波器，類(lèi)比數(shù)位轉(zhuǎn)換器取樣頻寬一半之外的訊號(hào)將混疊回訊號(hào)路徑。一旦數(shù)位化程序期間混疊訊號(hào)，便無(wú)法以頻帶內(nèi)和頻帶外的頻率區(qū)分雜訊。

SAR驅(qū)動(dòng)器放大器會(huì)將訊號(hào)送到SAR類(lèi)比數(shù)位轉(zhuǎn)換器。這個(gè)驅(qū)動(dòng)器放大器具備極大的驅(qū)動(dòng)能力，能夠?qū)⒎€(wěn)定的訊號(hào)送到轉(zhuǎn)換器。一旦SAR類(lèi)比數(shù)位轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生最終的數(shù)位字組，微控制器或微處理器便會(huì)進(jìn)一步進(jìn)行訊號(hào)濾波，將該訊號(hào)轉(zhuǎn)換為可用的數(shù)位值。SAR轉(zhuǎn)換器是媒體解析應(yīng)用常見(jiàn)的架構(gòu)。SAR類(lèi)比數(shù)位轉(zhuǎn)換器的解析度介于8位元18位元之間，取樣速度不到10MSPS。

ΔΣADC訊號(hào)路徑

ΔΣ轉(zhuǎn)換器適合將直流各種頻率的訊號(hào)轉(zhuǎn)換為極高解析度的數(shù)位MHz訊號(hào)。圖3顯示ΔΣADC的基本感測(cè)器訊號(hào)路徑。這些轉(zhuǎn)換器的解析度介于12位元~24位元之間，取樣速度最高可達(dá)50MSPS。必須注意的是，這個(gè)配置圖看起來(lái)似乎比圖2的SAR類(lèi)比數(shù)位轉(zhuǎn)換器訊號(hào)路徑簡(jiǎn)單，但是事實(shí)上并非如此。前文所述SAR類(lèi)比數(shù)位轉(zhuǎn)換器訊號(hào)路徑所有功能依然存在，只是這些功能全部移到ΔΣ轉(zhuǎn)換器內(nèi)部而已。

圖3 ΔΣADC小訊號(hào)經(jīng)過(guò)濾波，提供ΔΣ轉(zhuǎn)換器適當(dāng)?shù)妮斎胗嵦?hào)范圍。

數(shù)位或處理增益取代圖2中的類(lèi)比增益單元。只要將最低有效位元（LSB）的位置移入數(shù)位輸出字組，即可產(chǎn)生處理增益。在24位元轉(zhuǎn)換器的輸出範(fàn)圍，共有四千零九十六個(gè)12位元轉(zhuǎn)換器。ΔΣ轉(zhuǎn)換器的24位元也可用來(lái)取代增益的類(lèi)比功能及這個(gè)數(shù)位引擎的電壓移位。

ΔΣ轉(zhuǎn)換器「便于設(shè)計(jì)」的抗混疊濾波器可將類(lèi)比輸入訊號(hào)內(nèi)部的主要高頻率雜訊衰減。這個(gè)電阻式/電容式抗混疊濾波器的轉(zhuǎn)折頻率是ΔΣ的輸出資料頻率。ΔΣ轉(zhuǎn)換器另外可提供感測(cè)器激發(fā)來(lái)源及內(nèi)部類(lèi)比增益級(jí)。

本文介紹多種感測(cè)器的一般特性以及基本的SAR類(lèi)比數(shù)位轉(zhuǎn)換器與ΔΣ類(lèi)比數(shù)位轉(zhuǎn)換器訊號(hào)路徑。經(jīng)過(guò)此次一般概述，可看出ΔΣ類(lèi)比數(shù)位轉(zhuǎn)換器能夠提供理想的訊號(hào)路徑，這類(lèi)轉(zhuǎn)換器的訊號(hào)調(diào)節(jié)電路最少，不過(guò)，建議不要抱持如此的定見(jiàn)。選擇任何一種轉(zhuǎn)換器時(shí)，都必須注意準(zhǔn)確度、可重復(fù)性及成本等細(xì)節(jié)。