半導(dǎo)體集成電路_17DA與AD轉(zhuǎn)換器

1、知識要點復(fù)習(xí)輸入與輸出量均為二輸入與輸出量均為二進(jìn)制的數(shù)字，不是高進(jìn)制的數(shù)字，不是高電平，既是低電平，電平，既是低電平，在數(shù)字電路中表現(xiàn)為在數(shù)字電路中表現(xiàn)為“0”，“1”。01輸入與輸出量為連續(xù)變輸入與輸出量為連續(xù)變化的模擬量，在電路中化的模擬量，在電路中用連續(xù)的電壓值或電流用連續(xù)的電壓值或電流來標(biāo)定來標(biāo)定在照相的過程中，在照相的過程中，每一個像素點感受每一個像素點感受來自大自然的光，來自大自然的光，針對不同的光強及針對不同的光強及色度，呈現(xiàn)不同的色度，呈現(xiàn)不同的色彩，完成成像過色彩，完成成像過程程表征像素值的量表征像素值的量是模擬的值是模擬的值存儲的數(shù)據(jù)是數(shù)字格式存儲的數(shù)據(jù)是數(shù)字格式將模擬的

2、信號轉(zhuǎn)化成將模擬的信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號的過程數(shù)字信號的過程將存儲數(shù)字的信號轉(zhuǎn)化成將存儲數(shù)字的信號轉(zhuǎn)化成模擬信號再現(xiàn)圖像模擬信號再現(xiàn)圖像數(shù)字處理數(shù)字處理（微處理器）（微處理器）預(yù)處理預(yù)處理(濾波、濾波、ADC）數(shù)字?jǐn)?shù)字后處理后處理（數(shù)模轉(zhuǎn)換（數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC)）模擬模擬模擬模擬D/AD/A變換器的基本原理變換器的基本原理D/AD/A變換器的基本類型變換器的基本類型電壓定標(biāo)電壓定標(biāo)電荷定標(biāo)電荷定標(biāo)電流定標(biāo)電流定標(biāo)A/DA/D變換器的基本原理變換器的基本原理A/DA/D變換器的常用類型變換器的常用類型積分型積分型ADCADC逐次逼近式逐次逼近式ADCADC- -ADCADC閃爍閃爍ADC(ADC(全并

3、行全并行ADC)ADC)流水線流水線ADCADC折疊插值折疊插值A(chǔ)DCADCD/AD/A變換器的設(shè)計原則變換器的設(shè)計原則D/AD/A變換器的基本原理變換器的基本原理D/AD/A變換器的基本類型變換器的基本類型電壓定標(biāo)電壓定標(biāo)電荷定標(biāo)電荷定標(biāo)電流定標(biāo)電流定標(biāo)基本原理基本原理分類分類技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)D/AD/A變換器的設(shè)計原則變換器的設(shè)計原則本次課小結(jié)本次課小結(jié)12.1 D/A 轉(zhuǎn)換器的基本原理轉(zhuǎn)換器的基本原理D/A基本基本D/A變換器變換器b0b1b2bN-1DKVVREFOUTK比例因子比例因子VREF基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓D數(shù)字代碼數(shù)字代碼如如 ( (1101) )213148212121023

4、NREFOUTDKVV2102112012222NNNNbbbbD參考電壓參考電壓二進(jìn)制開關(guān)二進(jìn)制開關(guān)比例網(wǎng)絡(luò)比例網(wǎng)絡(luò)輸出放大器輸出放大器b0b2b3bN-1VREFDDVREFKVOUTD/A變換器原理框圖變換器原理框圖K一、基本原理一、基本原理NNbbbbD22221322110)2222(1322110NNREFOUTbbbbKVVDKVVREFOUTNREFOUTDKVV2102112012222NNNNbbbbD)2222(1322110NNFSOUTbbbbVVVFS滿量程輸出電壓滿量程輸出電壓DAC的數(shù)的數(shù)學(xué)形式學(xué)形式NFSNoVV2) 12(max,)2222(1322110N

5、NFSOUTbbbbVVVFS滿量程輸出電壓滿量程輸出電壓LSBMSB1110004.3750V111 4.375 110 3. 750 101 3.125 100 2.500 011 1.875 010 1.250 001 0.625 000 0.000 VV625.0253以以3位位DAC為例（設(shè)滿量程為為例（設(shè)滿量程為5V）NFSVV2(1LSB)輸入數(shù)據(jù)每增加輸入數(shù)據(jù)每增加1，理想，理想DAC的輸出將增加的輸出將增加1LSB。1LSB000 001111010100 101 11001101/21D/A數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)鎖鎖存存輸出采輸出采樣與保樣與保持持實際應(yīng)用中的實際應(yīng)用中的D/A變換器變換

6、器v電流定標(biāo)電路電流定標(biāo)電路v電壓定標(biāo)電路電壓定標(biāo)電路v電荷定標(biāo)電路電荷定標(biāo)電路3.按工作原理分：按工作原理分：v電流輸出型：輸出信號為電流（如電流輸出型：輸出信號為電流（如THS5661A)v電壓輸出型：輸出信號為電壓電壓輸出型：輸出信號為電壓(如如TLC5620)1.按輸出信號類型分：按輸出信號類型分：2.按能否作乘法運算：按能否作乘法運算：v乘算型：基準(zhǔn)電壓可變的乘算型：基準(zhǔn)電壓可變的DAC(如如AD7533)DKVVREFOUT1.1.分辨率分辨率: :即即1LSB:DAC輸入一個最低有效位輸入一個最低有效位(LSB)，在輸出端模在輸出端模擬電壓的變化量。取決于滿量程和擬電壓的變化量。

7、取決于滿量程和位數(shù)位數(shù)。一般：一般：如滿量程如滿量程5V，8位則分辨率為位則分辨率為 5/256=19.5mV(更多更多的時候直接用位數(shù)來表示分辨率）的時候直接用位數(shù)來表示分辨率）2.2.建立時間建立時間: :一個數(shù)字量轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定模擬量所需要的時間。一般電一個數(shù)字量轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定模擬量所需要的時間。一般電流輸出型較短，電壓輸出型較長。流輸出型較短，電壓輸出型較長。3.:當(dāng)N時,LSB0N N位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器的傳輸轉(zhuǎn)換器的傳輸特性由階梯曲線變?yōu)樘匦杂呻A梯曲線變?yōu)橹本€直線1LSB000 001111010100 101 110011無限精度特性無限精度特性（1）無限精度特性曲線）無限精度特性曲線

8、（2） 失調(diào)誤差失調(diào)誤差失調(diào)誤差也叫漂移誤差，失調(diào)誤差也叫漂移誤差，定義為輸入為零時的輸出定義為輸入為零時的輸出模擬值模擬值由轉(zhuǎn)換器中放大器失調(diào)產(chǎn)生由轉(zhuǎn)換器中放大器失調(diào)產(chǎn)生失調(diào)誤差失調(diào)誤差1LSB000 001111010100 101 110011理想輸出特性理想輸出特性（3） 增益誤差增益誤差增益誤差又稱比例誤差增益誤差又稱比例誤差，是指轉(zhuǎn)換器實際的轉(zhuǎn)，是指轉(zhuǎn)換器實際的轉(zhuǎn)換曲線和理想在滿刻度換曲線和理想在滿刻度時的差值時的差值( (當(dāng)失調(diào)誤差當(dāng)失調(diào)誤差為零時為零時),),以滿刻度的百以滿刻度的百分比表示分比表示1LSB000 001111010100 101 110011理想輸出特性理想輸

9、出特性增益誤差增益誤差（4） 非線性誤差非線性誤差非線性誤差表示實際轉(zhuǎn)非線性誤差表示實際轉(zhuǎn)換曲線和理想曲線的最換曲線和理想曲線的最大偏差大偏差. .1LSB理想輸出特性理想輸出特性000 001111010100 101 110011非線性誤差非線性誤差VREFRRRRRRRRA-+b2b2b2b2b2b2b2b2b1b1b1b1b0b0VOUT012.2 D/A 轉(zhuǎn)換器的基本類型轉(zhuǎn)換器的基本類型000012.2 D/A 轉(zhuǎn)換器的基本類型轉(zhuǎn)換器的基本類型000VREFRRRRRRRRA-+b2b2b2b2b2b2b2b2b1b1b1b1b0b0VOUT001VREFRRRRRRRRA-+b2b

10、2b2b2b2b2b2b2b1b1b1b1b0b0VOUT12.2 D/A 轉(zhuǎn)換器的基本類型轉(zhuǎn)換器的基本類型8REFV0000 001 010VREFRRRRRRRRA-+b2b2b2b2b2b2b2b2b1b1b1b1b0b0VOUT12.2 D/A 轉(zhuǎn)換器的基本類型轉(zhuǎn)換器的基本類型0000 001 01028REFV0118REFV0VREFRRRRRRRRA-+b2b2b2b2b2b2b2b2b1b1b1b1b0b0VOUT12.2 D/A 轉(zhuǎn)換器的基本類型轉(zhuǎn)換器的基本類型8REFV38REFV000 001 010 01128REFV10028REFV58REFVREFV68REFV3

11、8REFV48REFV78REFV8REFV1LSB無限精度特性無限精度特性000 001111010100 101 110011012.2 D/A 轉(zhuǎn)換器的基本類型轉(zhuǎn)換器的基本類型VREFRRRRRRRRA-+b2b2b2b2b2b2b2b2b1b1b1b1b0b0VOUT實際的簡單電壓定標(biāo)實際的簡單電壓定標(biāo)DAC電路圖電路圖VREFRRRRRRRRb1b2b2b2b2b2b2b2b2b2b1b1b1b1b1b1b1b0b0b0b0A-+VOUT缺點缺點:對于位數(shù)多的對于位數(shù)多的DAC，所需元件太多，面積大，功耗大，所需元件太多，面積大，功耗大優(yōu)點：通常具有良好的精度優(yōu)點：通常具有良好的精度

12、VxCACBVREFS0S1復(fù)位階段：復(fù)位階段：S0、S1接地接地CA、CB放電，放電，VX=0VxCACB采樣階段：采樣階段：S0打開，打開，S1接至接至VREFVxCACBVREFBABREFxCCCVVVxCACBVREFS0S1BABREFxCCCVVTOTeqREFOCCVV 1133221102222NNeqCbCbCbCbCbCCCCCCCCCNNTOT22222211321)2.22(1210NNREFobbbVV優(yōu)點：電容網(wǎng)絡(luò)沒有直流功耗，因此電路具有功耗低的特點優(yōu)點：電容網(wǎng)絡(luò)沒有直流功耗，因此電路具有功耗低的特點缺點缺點:對于位數(shù)多的對于位數(shù)多的DAC，電容比大，電容比大連

13、接到連接到VREF的的電容電容總電容總電容VOVREFS0CC/2C/4C/2N-1C/2N-1端接電容端接電容b0b1b2bN-1設(shè)設(shè)R0=R/2IR1A-+R1R2V1VO21111RIVRVIROR在電路內(nèi)部產(chǎn)生二進(jìn)制加權(quán)電流，有選擇地取和輸出在電路內(nèi)部產(chǎn)生二進(jìn)制加權(quán)電流，有選擇地取和輸出VrefA-+R0VOR2R4R2N-1RI0b0b1b2bN-1010101011.基本電路基本電路211RRVVO)2.22(112100002NNrefObbbbRRVRIV)2.222(132210NNrefObbbbVVA-+R0VOUTR2R4R2N-1RVrefI0b0b1b2bN-1缺點

14、：電阻值范圍太寬缺點：電阻值范圍太寬如：如：8位分辨率的位分辨率的DAC電阻值范圍從電阻值范圍從R到到128RA-+-+VO2R2R2R2RRR2R端接電阻端接電阻RVREFI0I1I2IN-1IOR-2R梯形網(wǎng)絡(luò)電流定標(biāo)梯形網(wǎng)絡(luò)電流定標(biāo)DAC任何節(jié)點向右看去的電阻等于兩個任何節(jié)點向右看去的電阻等于兩個2R電阻并聯(lián)電阻并聯(lián)RRR102 .21RVRVIREFREF 2. R-2R梯形網(wǎng)絡(luò)電路梯形網(wǎng)絡(luò)電路b0b1b2bN-1優(yōu)點優(yōu)點:電阻阻值范圍小電阻阻值范圍小 存在問題：開關(guān)的導(dǎo)通電阻會導(dǎo)致誤差存在問題：開關(guān)的導(dǎo)通電阻會導(dǎo)致誤差任何節(jié)點向右看去的電阻等于兩個任何節(jié)點向右看去的電阻等于兩個2R電

15、阻并聯(lián)電阻并聯(lián)A-+-+VO2R2R2R2RRR2R端接電阻端接電阻RVREFI0I1I2IN-1IOR-2R梯形網(wǎng)絡(luò)電流定標(biāo)梯形網(wǎng)絡(luò)電流定標(biāo)DAC)2.22(.12110111100NNREFNNObbbRVbIbIbII2012 .21RVIIREF102 .21RVRVIREFREFNREFNRVI2 .1)2.22(12110NNREFOObbbVRIVb0b1b2bN-1解決方法解決方法v加偽開關(guān)加偽開關(guān)偽開關(guān)（常通）偽開關(guān)（常通）A-+-+VO2R2R2RR2R端接電阻端接電阻RVREFIOR-2R梯形網(wǎng)絡(luò)電流定標(biāo)梯形網(wǎng)絡(luò)電流定標(biāo)DACRRRR2RR/2 3. 電流驅(qū)動型電流驅(qū)動型

16、優(yōu)點優(yōu)點:不需接輸出緩沖器可直接驅(qū)動電阻負(fù)載不需接輸出緩沖器可直接驅(qū)動電阻負(fù)載 存在問題：采用二進(jìn)制編碼輸入，開關(guān)切換瞬間可能引起存在問題：采用二進(jìn)制編碼輸入，開關(guān)切換瞬間可能引起很大的電流或電壓尖峰。很大的電流或電壓尖峰。如：如： 輸入輸入 011111110000000Iout.I2I4I2N-2I2N-1IbN-1bN-2bN-3b1b0)2.22(22.221210101201NNNNNNoutbbbIIbIbIbIMOS-2MOS二進(jìn)制權(quán)重電流源二進(jìn)制權(quán)重電流源VbiasIout-Iout+b0b0b1b3b2b1b2b3IsumABCD電流在電流在A、B、C、D點被等分點被等分,類

17、似類似R-2R網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點優(yōu)點:版圖比版圖比R-2R型要緊湊的多型要緊湊的多 I0I1I2I3201221sumIIIsumII210312221sumIII423221sumIII)2222(222243322103423120bbbbIbIbIbIbIIsumsumsumsumsumoutIout.IIIIIb1b2b3b2N-2b2N-1共需共需2N-1個開關(guān)，采用溫度計碼形式輸入個開關(guān)，采用溫度計碼形式輸入采用單位電流源采用單位電流源優(yōu)點優(yōu)點:不需接輸出緩沖器可直接驅(qū)動電阻負(fù)載，每次變化不需接輸出緩沖器可直接驅(qū)動電阻負(fù)載，每次變化的位數(shù)少，電流或電壓尖峰小的位數(shù)少，電流或電壓尖峰小 缺

18、點：需要復(fù)雜的譯碼單元缺點：需要復(fù)雜的譯碼單元如如3位二進(jìn)制碼對應(yīng)的溫度計碼位二進(jìn)制碼對應(yīng)的溫度計碼二進(jìn)制碼溫度計碼00000000000010000001010000001101100001111000001111101001111111001111111111111111電流驅(qū)動型的特點電流驅(qū)動型的特點v高電流驅(qū)動，不需要輸出緩沖器驅(qū)動電阻負(fù)高電流驅(qū)動，不需要輸出緩沖器驅(qū)動電阻負(fù)載，速度快載，速度快v其精度依賴于電流源的匹配程度，對于單位其精度依賴于電流源的匹配程度，對于單位電流源，需要的電流源數(shù)目多，如電流源，需要的電流源數(shù)目多，如N位的位的DAC需要需要2N-1個電流源；而對于二進(jìn)制權(quán)

19、重個電流源；而對于二進(jìn)制權(quán)重電流源則最大和最小電流源之比很大。電流源則最大和最小電流源之比很大。根據(jù)實際應(yīng)用場合從以下幾方面權(quán)衡：根據(jù)實際應(yīng)用場合從以下幾方面權(quán)衡：12.3 D/A 轉(zhuǎn)換器的設(shè)計原則轉(zhuǎn)換器的設(shè)計原則v精度：精度：v速度：速度：v功耗功耗:v面積面積:如高精度儀表如高精度儀表如圖像處理如圖像處理如便攜式儀器如便攜式儀器如要求低成本的設(shè)備如要求低成本的設(shè)備小小 結(jié)結(jié)vDAC的基本原理的基本原理vDAC的基本類型的基本類型 電壓定標(biāo)電壓定標(biāo) 電荷定標(biāo)電荷定標(biāo) 電流定標(biāo)電流定標(biāo) 基本電路基本電路 R-2R型型 電流驅(qū)動型電流驅(qū)動型vDAC的設(shè)計原則的設(shè)計原則 12.4 A/D 轉(zhuǎn)換器的

20、基本原理轉(zhuǎn)換器的基本原理A / D輸入輸入多路多路選擇器選擇器采樣采樣保持保持A/D變換變換輸出選通輸出選通狀態(tài)控制邏輯狀態(tài)控制邏輯數(shù)數(shù)字字輸輸出出模擬輸入模擬輸入b1b2bnA/D變換器框圖變換器框圖v積分型積分型ADCv逐次逼近式逐次逼近式ADCv-ADCv閃爍閃爍ADC(全并行全并行ADC)v流水線流水線ADCv折疊折疊ADC1.1.分辨率分辨率: :數(shù)字量變化一個最低有效位數(shù)字量變化一個最低有效位(LSB)所需的輸入模擬電壓所需的輸入模擬電壓的變化量。取決于滿量程和的變化量。取決于滿量程和位數(shù)位數(shù)。一般：一般：如滿量程如滿量程5V，8位則分辨率為位則分辨率為 5/256=19.5mV(

21、更多更多的時候直接用位數(shù)來表示分辨率）的時候直接用位數(shù)來表示分辨率）2.2.轉(zhuǎn)換時間（速率）轉(zhuǎn)換時間（速率）: :完成一次從模擬量到數(shù)字量所需要的時間。積分型屬完成一次從模擬量到數(shù)字量所需要的時間。積分型屬ms級，慢速；逐次比較型，微秒級，中速；全并行，級，慢速；逐次比較型，微秒級，中速；全并行，納秒級，快速。納秒級，快速。3.量化誤差量化誤差:ADCADC的有限分辨率階梯狀傳輸特性曲線的有限分辨率階梯狀傳輸特性曲線與無限精度傳輸特性曲線之間的最大偏差。通常為與無限精度傳輸特性曲線之間的最大偏差。通常為1LSB1LSB或或1/2LSB1/2LSB。28REFV58REFVREFV68REFV3

22、8REFV48REFV78REFV8REFV1LSB無限精度特性無限精度特性0000011110101001011100110 舍入式：舍入式：1/2LSB 舍尾式：舍尾式：1LSB28REFV58REFV68REFV38REFV48REFV78REFV8REFV1LSB無限精度特性無限精度特性012.5 A/D 轉(zhuǎn)換器的常用類型轉(zhuǎn)換器的常用類型1. 1. 積分型積分型A/DA/D變換器變換器（介紹目前較常用的雙斜率積分型（介紹目前較常用的雙斜率積分型A/D變換器）變換器）初始狀態(tài)初始狀態(tài): S2閉合閉合, S1接至接至-VA起止信號起止信號VREF控制控制邏輯邏輯二進(jìn)二進(jìn)制計制計數(shù)器數(shù)器-V

23、AS1S2VX比較器比較器門控時鐘信號門控時鐘信號R1數(shù)數(shù)字字輸輸出出C1控制控制邏輯邏輯二進(jìn)二進(jìn)制計制計數(shù)器數(shù)器-VAVX比較器比較器門控時鐘信號門控時鐘信號R1數(shù)數(shù)字字輸輸出出初始狀態(tài)初始狀態(tài): VX=0VREF控制控制邏輯邏輯二進(jìn)二進(jìn)制計制計數(shù)器數(shù)器-VAS1S2VX比較器比較器門控時鐘信號門控時鐘信號R1數(shù)數(shù)字字輸輸出出變換過程變換過程: 第一階段第一階段 S2打開，打開， S1繼續(xù)接至繼續(xù)接至-VA 控制控制邏輯邏輯二進(jìn)二進(jìn)制計制計數(shù)器數(shù)器-VAVX比較器比較器門控時鐘信號門控時鐘信號R1數(shù)數(shù)字字輸輸出出變換過程變換過程: 第一階段第一階段 輸入信號進(jìn)行輸入信號進(jìn)行2N個時鐘周期的積

24、分個時鐘周期的積分VX從從0開始上升。開始上升。11xAdVVdtRC C1tVX11xAdVVdtRC VREF控制控制邏輯邏輯二進(jìn)二進(jìn)制計制計數(shù)器數(shù)器-VAS1S2VX比較器比較器門控時鐘信號門控時鐘信號R1數(shù)數(shù)字字輸輸出出變換過程變換過程: 第二階段第二階段 S1接至接至VREF， S2保持打開保持打開11xREFdVVdtRC VREF控制控制邏輯邏輯二進(jìn)二進(jìn)制計制計數(shù)器數(shù)器VX比較器比較器門控時鐘信號門控時鐘信號R1數(shù)數(shù)字字輸輸出出第二階段：第二階段： 計數(shù)器清零后開始計數(shù)，計數(shù)器清零后開始計數(shù)， VX下降：下降： 當(dāng)當(dāng)VX下降至下降至0時，計數(shù)器停止計數(shù)時，計數(shù)器停止計數(shù)tVX計數(shù)

25、11xAdVVdtRC 11xREFdVVdtRC 雙斜率積分器輸出波形雙斜率積分器輸出波形可變上升可變上升斜率斜率VA1VA2固定下降斜率固定下降斜率tVXn1n2雙斜率積分型雙斜率積分型 ADC 的特點的特點: 1. 結(jié)構(gòu)簡單，精度較高結(jié)構(gòu)簡單，精度較高(可高達(dá)可高達(dá)22位分辨率位分辨率 )，但是速度很慢。，但是速度很慢。2.與普通積分型與普通積分型ADC相比相比,由于積分利用兩個時間的比值，所以由于積分利用兩個時間的比值，所以能消除大部分線性誤差的影響。能消除大部分線性誤差的影響。11xAdVVdtRC 11xREFdVVdtRC 應(yīng)用于低速、精確測量等領(lǐng)域應(yīng)用于低速、精確測量等領(lǐng)域，如

26、數(shù)字電壓表、數(shù)字萬用表，如數(shù)字電壓表、數(shù)字萬用表、智能化儀表及熱電偶輸出的、智能化儀表及熱電偶輸出的量化。量化。 計數(shù)器的計數(shù)值反映輸入電壓的大小計數(shù)器的計數(shù)值反映輸入電壓的大小2. 2. 逐次逼近式（逐次逼近式（SAR ）A/DA/D變換器變換器控制邏輯控制邏輯N位位D/A變換器變換器N位保持寄存器位保持寄存器N位移位寄存器位移位寄存器比較器比較器模擬輸入模擬輸入VA起止信號起止信號時鐘時鐘b1b2b3bNMSB逐次逼近逐次逼近寄存器寄存器數(shù)數(shù)字字輸輸出出一種以相應(yīng)數(shù)字代碼按試探誤差技術(shù)對輸入信號進(jìn)行逼近的方式工作的反饋系統(tǒng)一種以相應(yīng)數(shù)字代碼按試探誤差技術(shù)對輸入信號進(jìn)行逼近的方式工作的反饋系

27、統(tǒng). 初始狀態(tài)：逐次逼近寄存器清零初始狀態(tài)：逐次逼近寄存器清零 MSB-1,若若D/A輸出小于輸出小于VA則則MSB不變不變,否則否則,用用0取代取代1. 照此方式照此方式,從高位到低位逐次試探從高位到低位逐次試探,直到直到N個周期完成全部位的試探個周期完成全部位的試探.逐次逼近式逐次逼近式A/D變換器判斷圖變換器判斷圖000VA100110010101111011001100001010011101110111小于1/2VFS大于1/2VFS小于3/4VFS大于3/4VFS大于7/8VFS時鐘周期時鐘周期時鐘周期逐次逼近逐次逼近ADC特點特點:結(jié)構(gòu)簡單，面積小結(jié)構(gòu)簡單，面積小，功耗低，精度高

28、，功耗低，精度高(最高達(dá)到最高達(dá)到18bit,如如AD7641 )。但是由于算法原因但是由于算法原因，需要，需要 N 個時鐘周個時鐘周期才能完成轉(zhuǎn)換，期才能完成轉(zhuǎn)換，速度較慢。速度較慢。被廣泛地應(yīng)用于便攜被廣泛地應(yīng)用于便攜/電池電池供電儀表，工業(yè)控制和數(shù)據(jù)供電儀表，工業(yè)控制和數(shù)據(jù)/信號采集器等信號采集器等 3. 3. -A/DA/D變換器變換器根據(jù)前一采樣值與后一采樣值之差（即所謂的增量）進(jìn)行量化編碼的根據(jù)前一采樣值與后一采樣值之差（即所謂的增量）進(jìn)行量化編碼的ADCADC -調(diào)制器以遠(yuǎn)大于奈奎斯特頻率的采樣率對模擬信號進(jìn)行采調(diào)制器以遠(yuǎn)大于奈奎斯特頻率的采樣率對模擬信號進(jìn)行采樣和量化，輸出一位

29、的數(shù)字位流樣和量化，輸出一位的數(shù)字位流 ;數(shù)字濾波器濾除大部分經(jīng)數(shù)字濾波器濾除大部分經(jīng)-調(diào)制器整形后的量化噪聲，并對一位的數(shù)據(jù)位流進(jìn)行減取樣調(diào)制器整形后的量化噪聲，并對一位的數(shù)據(jù)位流進(jìn)行減取樣，得到最終的量化結(jié)果。，得到最終的量化結(jié)果。 閉環(huán)反饋環(huán)路使輸出數(shù)字閉環(huán)反饋環(huán)路使輸出數(shù)字序列對應(yīng)的模擬平均值等序列對應(yīng)的模擬平均值等于輸入信號的采樣平均值于輸入信號的采樣平均值 - ADC特點及應(yīng)用場合特點：特點：v1.具有較高的轉(zhuǎn)換精度和性價比，且使用方便。如具有較高的轉(zhuǎn)換精度和性價比，且使用方便。如ADI的的AD7760（20位分辨率）、位分辨率）、 TI 的的ADS1232（24位）。位）。v2.

30、 串行接口輸出、外圍器件少串行接口輸出、外圍器件少,低功耗低功耗v3. 轉(zhuǎn)換速率低（一般不超過轉(zhuǎn)換速率低（一般不超過5000sps）應(yīng)用場合：應(yīng)用場合：v用于高精度的低頻或直流信號測量的應(yīng)用中。特別是數(shù)字音用于高精度的低頻或直流信號測量的應(yīng)用中。特別是數(shù)字音響系統(tǒng)，多媒體地震勘探儀器，聲納、電子測量，頻率合成響系統(tǒng)，多媒體地震勘探儀器，聲納、電子測量，頻率合成等領(lǐng)域。等領(lǐng)域。4. 4. 全并行（全并行（Flash)Flash)A/DA/D變換器變換器VREFRRRVin寄存器寄存器編碼及輸出編碼及輸出CO7CO6CO1D2D1D0電壓比較器電壓比較器Q7Q1Q6模擬輸入電壓模擬輸入電壓Vin直

31、接與各參考電壓比較，當(dāng)比較電壓低于直接與各參考電壓比較，當(dāng)比較電壓低于Vin時，所有的輸出都是高電平；而當(dāng)比較電壓高于時，所有的輸出都是高電平；而當(dāng)比較電壓高于Vin時，所有時，所有的輸出都是低電平的輸出都是低電平 。Flash ADC的特點及應(yīng)用場合特點：特點：v是已知結(jié)構(gòu)中速度最快的轉(zhuǎn)換器是已知結(jié)構(gòu)中速度最快的轉(zhuǎn)換器 v面積大，功耗大，精度有限（比較器失配等原因）面積大，功耗大，精度有限（比較器失配等原因）應(yīng)用場合應(yīng)用場合v適合于一些高速、低分辨率（通常不會超過位）適合于一些高速、低分辨率（通常不會超過位）的場合。的場合。ADI I的典型產(chǎn)品有的典型產(chǎn)品有AD9006（6位，位，470Msps），），AD9028（8位，位，300Msps），），AD9060（10位，位，75Msps），），AD9007（12位，位，10Msps）等，等，主要用于數(shù)字存儲示波器、圖像