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逐次逼近模擬數字轉換器
時間：2022-10-21 人氣： 來源：山東合運電氣有限公司
逐次逼近模擬數字轉換器（英文：Successive-approximation ADC或Successive-approximation register ADC（SAR ADC）），是一類可將連續的模擬信號轉換為離散的數字表示的模擬數字轉換器（ADC）。它使用二分查找算法搜索并比較各種可能的輸入電壓的量化值，最終得到該次轉換的數字信號輸出。
結構圖
在圖中：
DAC（digital-to-analog converter）：數字模擬轉換器
EOC（end of conversion）：結束轉換
SAR（successive approximation register）：連續逼近寄存器，用于存放轉換的中間結果和最終結果
S/H（sample and hold circuit）：采樣保持電路
Comparator：電壓比較器，對數字模擬轉換器輸出的電壓與輸入電壓進行比較
VIN：輸入電壓
VREF：參考電壓
原理
（以12-bit逐次逼近模擬數字轉換器為例）：
1.計數器復位。
2.使得轉換結果寄存器輸出為轉換器分辨率的一半，對12-bit SAR ADC而言即為2048。
3.將轉換結果寄存器的內容送給數字模擬轉換器。
4.倘若輸入電壓高于數字模擬轉換器輸出的電壓，則轉換結果寄存器的值加上2^(轉換器分辨率-計數器值)，倘若輸入電壓低于數字模擬轉換器輸出的電壓，則將轉換結果寄存器的值減去2^(轉換器分辨率-計數器值)。
5.計數器加一，重復3、4、5。當計數器達到12（轉換位數時），轉換完成。轉換結果寄存器即存儲了量化后的數字代碼。
由此可見，SAR ADC的轉換次數與設計分辨率有關。如此轉換器要達到1MSPS的轉換速度時，至少需要12MHz的時鐘才能夠驅動。
優點
在集成電路設計里，使用面積較小，功率消耗相對較低。
缺點
1.轉換速度相對較慢。
2.由于一次轉換需要多次比較，因此對數字模擬轉換器速度、精度要求較高。
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