浅谈 SAR ADC 原理

SAR ADC(Successive Approximation Register),即逐次逼近型ADC。

如下图,主要分成四个部分 : 采样保持电路, 模拟比较器, SAR 逐次逼近寄存器和DAC 数字模拟转换器。

主要分为两个阶段:采样阶段和转化阶段

:small_orange_diamond: 采样阶段:

在采样阶段,开关S2断开,开关S1闭合,这时对ADC采样电容C充电。

:small_orange_diamond: 转化阶段:

在采样保持阶段,开关S1断开,S2闭合。

下图是一个6-bit ADC转换过程:

采样电容上的模拟输入电压与DAC输出电压,从高位到地位,逐级比较。

逐次逼近寄存器在每个时钟周期向内部DAC提供额外的代码。
如果模拟输入电压高于DAC输出电压,记为1
如果模拟输入电压低于DAC输出电压,记为0

所以,转换时间是转换取决于时钟频率和ADC分辨率。上图示例中,转化需要6个时钟周期得到结果。结束转化之后,大多数ADC会返回采样阶段。

:small_orange_diamond: SAR ADC 特点 :

SAR ADC是一个非常常见的拓扑结构。它们在速度、分辨率和功率之间提供了很好的折衷方案。

低延迟: SAR ADC允许非常精确地控制采样发生的时间点。对于要求低延迟的控制系统,SAR ADC是一个很好的选择。

低功耗: SAR ADC的功耗与采样速率成正比。如果采样速率很低,功耗可以达到nW级别。对于低功耗有很高要求的应用,比如纽扣电池来驱动的应用,SAR架构 ADC就很有优势。同时,许多SAR ADC 可以做到非常小的封装,对于空间有限的设计,也非常合适。

:small_orange_diamond: Digi-Key SAR ADC

在Digi-Key网站,可以根据参数来筛选合适的SAR ADC。

Digi-Key SAR ADC

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