SAR ADC 的輸入注意事項(xiàng)

　　您是否知道輸入信號(hào)可能會(huì)影響為應(yīng)用選擇最佳逐次逼近寄存器 (SAR) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 的方式?

　　在我們聽(tīng)到“輸入”兩個(gè)字時(shí)，腦海里會(huì)立即浮現(xiàn)頻率、幅值、正弦波以及鋸齒波等幾件事。所有這些都是優(yōu)化信號(hào)調(diào)節(jié)時(shí)需要考慮的相關(guān)問(wèn)題。

　　但是，很多人不會(huì)預(yù)先考慮的一件事是 SAR ADC 的實(shí)際輸入類型。在本博客中，我將重點(diǎn)介紹三種 SAR 輸入(單端、偽差分與差分輸入)以及如何將其使用在應(yīng)用中。在以后的博客中，我還將討論性能差異以及獲得最優(yōu)輸入性能所必須考慮的一些重要實(shí)際注意事項(xiàng)。

　　單端輸入 SAR ADC

　　單端輸入是這三種輸入類型中最簡(jiǎn)單的一種，因?yàn)?nbsp;ADC 只有一個(gè)輸入。只要饋送信號(hào)在輸入引腳指定的范圍內(nèi)，SAR 就會(huì)針對(duì) SAR 接地對(duì)輸入進(jìn)行數(shù)字化(見(jiàn)圖 1)。

　　圖 1：?jiǎn)味宿D(zhuǎn)換實(shí)例

　　盡管大部分單端 SAR ADC 都可處理單極性信號(hào)，但一部分可用于處理幅值 (A) 可輕松超過(guò)電源的雙極性信號(hào)。有些支持一個(gè)通道，有些則支持多個(gè)通道。使用單端 ADC 輸入的一個(gè)常見(jiàn)應(yīng)用是電源電壓監(jiān)控。

　　下面是有關(guān)圖 1 中所用單端輸入 SAR ADC 的更多信息：

　　偽差分輸入 SAR ADC

　　偽差分 SAR ADC 具有兩個(gè)輸入引腳，但被稱為“偽差分”，是因?yàn)樵谝粋€(gè)輸入保持為固定 DC 電壓(一般是 REF/2)而另一個(gè)輸入可接受動(dòng)態(tài)變化的輸入信號(hào)時(shí)，可產(chǎn)生適當(dāng)?shù)?nbsp;ADC 轉(zhuǎn)換。兩個(gè)輸入端 (AINP-AINM) 之間的差分信號(hào)隨后可轉(zhuǎn)換為數(shù)字代碼。通常為輸入變量提供 +/-100mV 的預(yù)留空間。圖 2 就是該輸入和一個(gè)獨(dú)特案例(其中固定輸入 (AINM) 可連接至信號(hào)接地，使其類似于單端輸入類型)。

　　圖 2：偽差分輸入配置

　　采用該配置的一個(gè)最常見(jiàn)應(yīng)用是分流監(jiān)測(cè)。在該應(yīng)用中不僅可針對(duì)固定 DC 電壓測(cè)量串聯(lián)電阻器一側(cè)的電壓，而且還可將其轉(zhuǎn)換回電流。

　　圖 2 中使用的偽差分輸入 SAR ADC 實(shí)例：

　　全差分輸入 SAR ADC

　　全差分輸入 SAR ADC 接受兩組輸入，一組輸入是另一組的有力補(bǔ)充(見(jiàn)圖 3)。這兩組輸入之間的差分信號(hào) (VDIFF = AINP – AINM) 可轉(zhuǎn)換。

　　在大多數(shù)差分輸入 SAR 中，對(duì) ADC 輸入的共模電壓 (VCM = (AINP + AINM)/2) 都有限制，其可轉(zhuǎn)換為兩個(gè)信號(hào)的固定 DC 偏移(一般是容差為 +/-100mV 的 REF/2)。

　　然而如圖 3 所示，有一些更新穎的 SAR ADC 提供一個(gè)特別的輸入級(jí)，其可處理可在 0 和 REF 之間發(fā)生變化的共模電壓。這種輸入被稱為真差分輸入。

　　圖 3：全差分輸入配置

　　全差分 SAR ADC 支持雙極性輸入和/或多個(gè)通道，與單端 SAR ADC 類似。使用變壓器輸出的應(yīng)用可采用全差分輸入 SAR。

　　下面是關(guān)于圖 3 中所使用全差分輸入 SAR ADC 的更多信息：