ADC芯片的架構(gòu)根據(jù)轉(zhuǎn)換原理和應(yīng)用場景的不同,主要分為以下五類:
一、逐次逼近型(SAR ADC)
原理:通過二分法逐步逼近輸入信號。每個時鐘周期比較一位,依次確定數(shù)字碼的每一位,最終完成轉(zhuǎn)換。
特點(diǎn):中等轉(zhuǎn)換速度(微秒級)、中等精度(12-16位)、低功耗。
應(yīng)用:工業(yè)測量、嵌入式系統(tǒng)(如STM32內(nèi)置ADC)、便攜式設(shè)備。
二、Σ-Δ型(Sigma-Delta ADC)
原理:利用過采樣和噪聲整形技術(shù),將量化噪聲轉(zhuǎn)移到高頻段后濾除,再通過數(shù)字濾波器輸出高精度結(jié)果。
特點(diǎn):高分辨率(16-24位)、低速(采樣率低)、低功耗。
應(yīng)用:音頻處理、傳感器信號調(diào)理(如電子秤)、醫(yī)療設(shè)備。
三、流水線型(Pipeline ADC)
原理:將轉(zhuǎn)換過程分解為多級子模塊,每級完成部分量化,并行處理以提高速度。
特點(diǎn):高速(可達(dá)GHz級)、中高精度(12-16位)、多通道支持。
應(yīng)用:通信接收機(jī)、雷達(dá)信號處理、高速數(shù)據(jù)采集。
四、閃存型(Flash ADC)
原理:通過多個并行比較器直接比較輸入信號與參考電壓,實現(xiàn)極速轉(zhuǎn)換。
特點(diǎn):超高速(納秒級)、低分辨率(通常≤8位)、高成本。
應(yīng)用:示波器、光通信、雷達(dá)信號處理(如8位Flash ADC)。
五、積分型(Integrating ADC)
原理:通過積分電路對輸入信號進(jìn)行時間積分,將積分時間與參考電壓比較得到數(shù)字碼。
特點(diǎn):高精度、極低速(毫秒級)、抗干擾能力強(qiáng)。
應(yīng)用:精密儀器(如電壓表)、低頻信號采集(如溫度監(jiān)測)。
選型關(guān)鍵:需根據(jù)實際需求平衡速度、精度和功耗。
例如:
? 高精度傳感器調(diào)理優(yōu)先選Σ-Δ型;
? 超高速場景(如5G通信)需流水線或閃存型;
? 成本敏感的中速應(yīng)用(如MCU)可選SAR型。
架構(gòu)對比與選型建議