最佳的解決方案帶來(lái)高精度
[導(dǎo)讀]21ic訊 我們還沒有完成 PGA-SAR 系統(tǒng)和 △-∑ 轉(zhuǎn)換器之間的比較。在我最后一篇文章（《ADC 吞吐時(shí)間：SAR轉(zhuǎn)換器 與 △-∑ 轉(zhuǎn)換器的比較》）中，我們比較了這兩種系統(tǒng)的吞吐時(shí)間。文中，我們得出了這樣的結(jié)論：
21ic訊 我們還沒有完成 PGA-SAR 系統(tǒng)和 △-∑ 轉(zhuǎn)換器之間的比較。在我最后一篇文章（《ADC 吞吐時(shí)間：SAR轉(zhuǎn)換器 與 △-∑ 轉(zhuǎn)換器的比較》）中，我們比較了這兩種系統(tǒng)的吞吐時(shí)間。文中，我們得出了這樣的結(jié)論：PGA-SAR 系統(tǒng)和我們所研究△-∑轉(zhuǎn)換器的吞吐時(shí)間非常接近；70 ksps和 24 ksps 在內(nèi)。您在電子郵件中稱這種差異如此微小，小到?jīng)]有任何差別。什么是最好的系統(tǒng)？這種評(píng)估，看起來(lái)像是旗鼓相當(dāng)，但在精確度方面呢？
您會(huì)在系統(tǒng)是否可以（平均而言）產(chǎn)生正確的輸出值方面想到精確度。您可以利用DC規(guī)范（例如：補(bǔ)償、增益和線性等）來(lái)最為貼切地對(duì)精確度進(jìn)行描述。在這種評(píng)估中，您應(yīng)該使用系統(tǒng)設(shè)備的最小和/或最大規(guī)范值。
您可以使用下列公式計(jì)算 PGA-SAR 的參考輸入 (RTI) 偏移誤差：
您也可以用類似的方法，計(jì)算系統(tǒng)的 RTI 增益誤差和線性誤差。
一般而言，您可以利用和的方根 (RSS) 計(jì)算方法，將不相關(guān)的 DC 誤差、偏置增益、偏移量和線性組合在一起。注意，您應(yīng)該把這些誤差歸因?yàn)橄到y(tǒng)輸入。利用下列公式，您可以組合 DC 誤差來(lái)確定系統(tǒng)的總不可調(diào)誤差 (TUE)：
總之，隨著增益的增加，SAR-ADC 的精確度即 TUE 變得糟糕。其意義可能并非立刻顯現(xiàn)，但需記住有兩個(gè)因素在起作用。增加 PGA 增益，讓系統(tǒng)輸入滿量程電壓范圍和我們的 12 位系統(tǒng)的實(shí)際電壓 LSB 大小降低，同時(shí) OPA 和 ADC 的絕對(duì)電壓誤差減少。不幸的是，PGA 偏置電壓誤差保持恒定。
讓我們把這種討論同△-∑轉(zhuǎn)換器的TUE特性進(jìn)行對(duì)比。您中的許多人在這次 EDN 系列期間回復(fù)了電子郵件，對(duì)我之前發(fā)表的《冒一次險(xiǎn)，去掉那些比特吧！》文章中所提問(wèn)題（PGA-SAR 和 △-∑ 轉(zhuǎn)換器哪種最好？）的答案進(jìn)行了回答。許多讀者都認(rèn)為△-∑轉(zhuǎn)換器在這次比較中獲勝。
正如所有其他 ADC 一樣，△-∑轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生偏置、增益和線性DC誤差。過(guò)程增益與△-∑轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬增益與 PGA-SAR 電路運(yùn)用之間的關(guān)鍵區(qū)別是，偏置誤差不乘以過(guò)程增益。另一方面，增益和線性誤差與過(guò)程增益增加成反比例關(guān)系。最終結(jié)果是TUE隨過(guò)程增益的增加而降低。但是，F(xiàn)SR 百分比TUE保持恒定。
有時(shí)，理論難講，而事實(shí)更容易理解。為了更容易討論，表 1 列舉了頂級(jí) PGA-SAR 系統(tǒng)對(duì)比先進(jìn) △-∑ 轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)。
表 1 將基線數(shù)據(jù)同 PGA-SAR 系統(tǒng)和 △-∑ 轉(zhuǎn)換器的TUE性能對(duì)比。
表 1 中，PGA-SAR 系統(tǒng)的器件為 PGA116（可編程增益放大器）、OPA351（運(yùn)算放大器）和ADS7886（12 位 ADC）。△-∑轉(zhuǎn)換器為ADS1158（24 位ADC）。
在特定的精確度評(píng)估中，我們發(fā)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)都沒有 12 位精確度水平性能，但是 PGA-SAR 組合一般較 △-∑ 轉(zhuǎn)換器更加精確。我對(duì)您們找到兩個(gè)具有相當(dāng)吞吐速率的系統(tǒng)（其中，在其全部增益范圍內(nèi) PGA-SAR 系統(tǒng)的精確度一般低于 △-∑ 轉(zhuǎn)換器）表示懷疑。逛逛 TI E2ETM社區(qū)，您可以參加其他數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器討論：http://e2e.ti.com/cn/forums/default.aspx?GroupID=10。
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