读图灵电子与电气工程丛书，赏三种ADC电路

se7ens · 发表于 2024-12-15 18:43

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本帖最后由 se7ens 于 2024-8-9 16:36 编辑

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原文4.2章节中，作者提到了ADC离不开DAC

并提出了下图所示用DAC和比较器构成的ADC

如果用DAC的输出值去逐一对比输入信号值，那么最终应该会得到近似输入值的一个DAC值（通常不是完全相等）

当然逐一对比肯定不是一个好方法，通常会采用取中间值的方法来快速得到近似输入值的DAC，这就是所谓的逐次逼近法

那么通常的ADC实现方法如下

第一种，梯形电路法

这种很直观方法是利用量化好的DAC输入跟输入信号对比，最终近似的DAC结果就是输入信号的ADC转化结果

假设垂直方向串联的电阻阻值都是R，那么不难推算处每个Di输入端串联的电阻大小：

$R(Di)=(i+1)R*(2^{8-i}-i-1)$

当然这个电路的缺点也很明显：需要太多的DAC输入端口了，想象一下如果是10bit或者12bit的，那么在器件选型方面一定非常痛苦

争对这个问题，后面的两种实现方法就比较巧妙了

第二种方法，PWM斜坡法，根据不同的PWM占空比来模拟不同的参考输入，当比较器翻转的时候，对应的占空比就是输入信号的对应满量程的占比；

第三种方法阶跃响应法类似第二种，根据RC电路的时间来计算输入信号的幅度，值得注意的是这个时间转换不是线性的，可能存在比较大的误差

以上就是对ADC部分的一个简要总结，虽然之前有了解一些ADC相关的知识，但是本书的讲解让人对ADC的理解更加深入和透彻了

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maychang

【后面的两种实现方法就比较巧妙了】

要说巧妙，这两种方法都比不过双积分式ADC电路。双积分式ADC典型芯片有ICL7107和ICL7135等。

se7ens

maychang 发表于 2024-8-9 16:48 【后面的两种实现方法就比较巧妙了】要说巧妙，这两种方法都比不过双积分式ADC电路。双积分式ADC典型芯 ...

多谢提示，后续研究下你说的这款ADC

maychang

se7ens 发表于 2024-8-9 18:20 多谢提示，后续研究下你说的这款ADC

首帖谈到的第二种电路，电阻R的数值变化，电容C的数值变化，PWM的频率变化……都会影响转换的结果，第三种电路也是一样。双积分AD的长处就在于：这种转换方式需要一个时钟，但时钟频率并不要求准确，也使用电阻和电容，但电阻电容数值变化并不影响AD转换结果，只要求在一次AD转换过程中（不到0.1秒）时钟频率以及电阻电容数值没有变化。