金手套 ADC 錦標(biāo)賽――SAR 迎戰(zhàn)
第六輪:積分非線性
積分非線性誤差體現(xiàn)為實(shí)際轉(zhuǎn)換函數(shù)與直線之間的偏差。直線可以是可盡可能降低偏差的最佳直線,也可以是增益和偏置誤差取消后在轉(zhuǎn)換函數(shù)端點(diǎn)之間所畫(huà)的直線。對(duì) ADC 而言,偏差是兩個(gè)步進(jìn)之差,積分非線性顧名思義就是指從下至特定步進(jìn)的差動(dòng)非線性之和,其決定著步進(jìn)的積分非線性值。
第六輪的勝出者是∑△ADC。其設(shè)計(jì)并不取決于具體的組件匹配或組件值。SAR ADC則需要高度準(zhǔn)確的DAC和比較器。
第七輪:量化誤差
量化誤差是由 ADC 有限的分辨率造成的,也是各種類(lèi)型 ADC 所無(wú)法避免的缺陷。它是 ADC 模擬輸入電壓和輸出數(shù)字化值之間的化整誤差。噪聲就是非線性的,并從屬于信號(hào)。
∑△轉(zhuǎn)換器不需要抗混濾波器,由于采樣率大大高于有效帶寬,因此模擬輸入處會(huì)出現(xiàn)驟降。過(guò)采樣會(huì)平衡掉模擬輸入處的任何系統(tǒng)噪聲。∑△轉(zhuǎn)換器的速度較慢,但分辨率較高。
SAR ADC的主要優(yōu)勢(shì)在于低功耗、高分辨率和準(zhǔn)確性。在SAR ADC中,提高分辨率會(huì)增加更為準(zhǔn)確的內(nèi)部組件成本。
盡管∑△ADC 在多輪比拼中獲勝,但評(píng)委還是認(rèn)為二者基本打平。兩種轉(zhuǎn)換器在特定應(yīng)用中的表現(xiàn)很好,因此必須根據(jù)量化信號(hào)、轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確性和價(jià)格來(lái)選擇∑△或SAR ADC。二者都有其用武之地。
讓我們從錦標(biāo)賽的比拼中返回到現(xiàn)實(shí)的模擬領(lǐng)域。顯而易見(jiàn),在消費(fèi)、汽車(chē)、醫(yī)療、到工業(yè)等各種應(yīng)用中,必須檢測(cè)、放大、調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換各種感應(yīng)器采集的模擬信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)在數(shù)字領(lǐng)域中對(duì)其加以處理。SAR和DelSig 各有優(yōu)缺點(diǎn),設(shè)計(jì)人員需根據(jù)不同的具體應(yīng)用要求加以選擇。毫無(wú)疑問(wèn),這兩種轉(zhuǎn)換器在不同領(lǐng)域都能發(fā)揮出各自的效用,而賽普拉斯半導(dǎo)體公司 PSoC 產(chǎn)品近期提供的可編程模擬系統(tǒng)帶來(lái)了一款靈活的平臺(tái),設(shè)計(jì)人員可用其來(lái)構(gòu)建多個(gè) SAR、DelSig,甚至同時(shí)構(gòu)建SAR和DelSig。
我們從圖 # 看出,軟件開(kāi)發(fā)工具 PSoC Creator 組件庫(kù)——包括能在獨(dú)特軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境中配置 PSoC 器件的圖形設(shè)計(jì)編輯器在內(nèi)的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 (IDE)——中提供了模擬符號(hào)。模擬可編程系統(tǒng)創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)和高級(jí)模擬信號(hào)處理塊的專(zhuān)用組合。這些塊彼此互聯(lián),可提供高度的設(shè)計(jì)靈活性和 IP 安全性。PSoC Creator 軟件程序提供了用戶(hù)友好型界面,可配置 GPIO 和多種模擬資源之間的模擬連接,也能配置模擬資源彼此之間的連接,從而幫助設(shè)計(jì)人員構(gòu)建自己的組件,如一般包括 DAC、比較器和數(shù)字邏輯的 SAR ADC(圖 #)。
可編程模擬不僅能實(shí)現(xiàn)可在最后時(shí)刻進(jìn)行方案調(diào)整的靈活開(kāi)發(fā),同時(shí)還提供了一個(gè)適當(dāng)?shù)钠脚_(tái)。無(wú)論金手套錦標(biāo)賽中的勝負(fù)如何,設(shè)計(jì)人員均能借助該平臺(tái)進(jìn)行各種嘗試并操控不同領(lǐng)域的各種分離式模擬組件,進(jìn)而構(gòu)建最佳的系統(tǒng)。
評(píng)論