SarADC原理--ADC从0开始学

1、逐次逼近型ADC 基本思路：生成一个数字量，经DA转化为电压模拟信号，与输入电压比较高低。两者不相等则调整生成数字量，直至两个模拟电压相等或逼近，该数字量为最后ADC转换结果。 功能模块 1.触发器 2.电压比较器 3.DA转换器 4.寄存器 5.时序分配器RS触发器：R输入端只能使触发器处于Q=0的状态，S端只能使触发器处于Q=1的状态。D触发器:只在时钟CP触发下数据才由输入端D传输到输出端Q;无CP时状态不变，即锁存前一次数据寄存器：由D触发器构成，记忆最后比较结果主从JKFF功能表JKFF符号电压比较器反相端电压高于同相端，输出低电平0；同相端高于反相端，输出高电平1DA转换器:把二进

2、制数码转换成电压模拟量输出权电阻型DAC非门：输入高电平（逻辑1）输出低电平（逻辑0），输入端低电平时输出端高电平。反相。时序分配器工作过程 UREF=8V,UI=5.99V CP0: QDQCQBQA=1000,UREF=4VUI,J=0,K=1;D2=0; CP2: QDQCQBQA=1010,UREF=5VUI,J=1,K=0;D1=1; CP3: QDQCQBQA=1011,UREF=5.5VUI,J=1,K=0.D0=1. CP4:4个DFF检测到CP4的上升沿，将1011保存并输出到Q端. 电容式DAC包括一个由N个按照二进制加权排列的电容和一个“空LSB”电容组成的阵列。包含采样

3、/保持电路。采样-保持电路UC=1，S闭合：u0=ui,输出跟随输入变化并向电容C充电。UC=0，S断开：u0保持断开瞬间的输入信号采样 公共端接地，所有自由端接到VIN。UC=VIN(1-e-t/RC).采样后，公共端与地断开，自由端与VIN断开，电容阵列获得了与电容成比例的电荷量。Q=CU. 自由端接地，公共端=-VIN。U+比U_高VIN。二进制搜索算法MSB电容自由端先改接接到VREF，驱动公共端电压向正端移动VREF。3276C=1638C+.+4C+2C+C+C,等效为CM和CE并联。CM=CE.UM=UE+VREF,CM放电，UM 下降VREF，CE充电，上升VREF因此，VCO

4、MMON (U_)= -VIN + VREF。同理，第N电容改接VREF时同样电荷再分配,U_上升1/2NVREF第二个电容：1638C=819C+.+4C+2C+C+C=1/2*3276C3C2=CEQ=CU,U_上升1/4VREF电容切换至地时，则U_下降相同大小的电压R-2R电阻网络D/A转换电路u0=-Rf(a1IR/2 + a2IR/4 + a3IR/8 + . + aN IR/2N) =-VRRf/R(a11/2 + a21/4 + a31/8 + . + aN 1/2N) （aN为输入的二进制数码1或0） VCOMMON VREF)，比较器输出为逻辑1，MSB电容的自由端保持连接至VREF。VIN VREF，比较器输出为逻辑0。MSB电容的自由端连接至地。接下来，下一个较小电容的自由端连接至VREF，将新的VCOMMON电压与地电位进行比较。 继续上述过程，直至所有位的值均确定下来。VCOMMON = -VIN + S0VRE