逐次逼近型A/D转换器的优化设计方案

目前,主流的A/D转换器有逐次逼近型、过采样型、双积分型、并行比较型及流水线型等。逐次逼近型A/D转换器在转换过程中通过对输入量由高到低的不断的逐次比较、判别,直到最末一位数字量为止。逐次逼近型A/D转换器一般由顺序脉冲发生器、逐次逼近寄存器、D/A转换器及电压比较器组成。逐次逼近型A/D转换器的原理框图如图13.2.4所示。

图13.2.4　逐次逼近型A/D转换器的原理框图(www.xing528.com)

8位输出逐次逼近型A/D转换器,其顺序脉冲发生器首先输出数字量10000000,8位寄存器最高位置1,10000000经DAC转换成相应的模拟电压uO,再送到电压比较器与采样保持后的输入电压uI相比较。如果uI<uO,则d7=0;反之,则d7=1。然后顺序脉冲发生器依次右移一位输出01000000,将寄存器次高位d6置1。寄存器的输出d7 1000000经DAC转换为新的比较电压uO并与输入电压信号比较。根据比较结果,决定次高位d6的1清除或保留。然后顺序脉冲发生器再右移一位,寄存器以d7 d6 100000经DAC转换为新的比较电压uO再与输入电压信号比较,这样逐位比较下去,一直比较到最低有效位d0为止。显然,寄存器的最后数字d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0就是转换后的数字量结果。

逐次逼近型模数转换器中各模块的执行是串行工作关系,在一个时钟脉冲周期内只能完成1位转换,一个n位的逐次逼近型模数转换器完成一次转换需要n个周期,其转换器取样速度较慢,输入带宽也较低,但它的工作电路简单便于实现,不存在延迟问题,适合于中速率而分辨率要求较高的场合。常用的逐次逼近型集成模数转换器电路是ADC0809。