ADC学习总结

ADC的架构分类：

1、Delta-Sigma

采样率一般是在1M以内，位数一般可以做的很高，比如24位，Delta-Sigma ADC采用了过采样技术，不需要在模拟输入端加抗混叠滤波，由后端数字滤波器进行处理，通过信噪比=6.02*N + 1.76 + 10log(fs / 2BW)可知，fs增加4倍，就是多加一个6.02，有效位N就要加一， Delta-Sigma ADC就是通过过采样来提升有效位。由于采样率较低，有效位数较高的特点， Delta-Sigma ADC在静态精密测量的场合应用非常广泛，比如在锂电池充放电检测设备，PLC的模拟量模块中，都有广泛的应用。

Delta-Sigma ADC的电路原理理解参考：

Σ-Δ_ADC的电路原理-CSDN博客

信噪比6.02*N + 1.76 + 10log(fs / 2BW)的来源参考：

ADC的信噪比与过采样_adc信噪比计算公式-CSDN博客

2、SAR

采样率最大10M左右，常见最大位数18位，SAR ADC是一个位数、采样率都不高不低的ADC，具有低功耗，尺寸小的特点，也是目前应用最广泛的ADC。

SAR ADC的原理介绍参考：

SAR_ADC的电路原理-CSDN博客

3、FLASH

闪速ADC是目前转换速度最快的ADC，缺点就是位数一般最大就是10位左右，闪速ADC由大量的比较器构成，N位ADC就要有2^N-1个比较器，8位闪速ADC就要有255个比较器，虽然使用一些方法可以减少一些比较器的数量。

闪速ADC的原理介绍参考：

Flash_ADC的电路原理_flash电路原理-CSDN博客

4、Folding

折叠式ADC主要思想就是分区、再组合，先将输入电压分成两路信号，一路直接通过低精度Flash ADC，进行粗量化，得到高位的MSB；另外一路通过折叠放大器分成小的量化区间再进行细量化。下图为单个二进制位转换的基本级，由一个2倍增益放大器，一个比较器，一个1位的DAC构成，比较器输出控制1位ADC，残余的输出由放大器输出和DAC输出叠加，然后传到下一级。

下图为1个3位串型结构的Folding ADC，有两个二进制转换的基本级构成，两个基本级并行进行。

?详细原理参考：

https://www.analog.com/media/cn/training-seminars/tutorials/mt-025_cn.pdf

5、Pipeline?

Pipeline架构的来源于分级结构的ADC，核心的思想就是：量化，提取误差，对误差进行量化，再提取 误差，再量化…，

下面以一个6bit的两级ADC为例说明，第一级是输入信号先经过一个3bit的flash ADC对输入信号进行一个粗的量化，输出高3位的码值，再用输入信号与高3位的码值的DAC输出做差，这个差也就是量化噪声，这个量化噪声再进入一个3bit的flash ADC，得到低3位的码值。

?Pipeline用到的冗余技术

因为要取出量化残差放大后精确的对准下一级的输入范围，这个对准可能会出现问题，所以可以对放大倍数做一点缩小，增加冗余，在没有任何误差情况下，量化余差曲线只会用到下图的实线部分，一旦比较器发生失调，余差曲线会超出正常范围，超出的部分由冗余部分进行量化，以此达 到校准目的。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图：残差的对准问题

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图：增加冗余