簡述Σ-ΔADC(第一部分)
第一部分探究基本拓撲和Σ-ΔADC的功能。
Σ-Δ轉換器在從直流到幾MHz信號的寬頻率范圍內,都能理想的實現(xiàn)高分辨率信號轉換。圖1顯示了Σ-ΔADC的基本拓撲或核心,其內部為Σ-Δ調節(jié)器和數(shù)字濾波器的串聯(lián)。研究Σ-ΔADC時,可以發(fā)現(xiàn)雖然它們具有多種特色,但都為這種基本架構。這個窗和后面的三個Baker最佳窗研究了基本拓撲和這兩個模塊的功能。
Σ-ΔADC的輸入信號為交流或直流電壓。這個和后三個Baker最佳窗使用單周期正弦波作為輸入信號。使用1位內部ADC,圖1中內部轉換調節(jié)器采集輸入信號,產生粗量化的輸出作為輸入信號。調節(jié)器將模擬輸入信號轉換為高速脈沖波形。調節(jié)器輸出脈沖序列一到零的比例反映了輸入模擬電壓。雖然調節(jié)器產生一個帶噪聲的輸出,但是未來的列說明電路將噪聲“塑造”成更高頻率的輸出頻譜。這個動作為數(shù)字濾波器輸出的低噪聲、高分辨率轉換鋪平了道路。
在調節(jié)器輸出,數(shù)字濾波器解決了高頻噪聲和高速采樣率的問題。因為信號位于數(shù)字域,可以采用低通數(shù)字濾波器削弱高頻率噪聲,采用抽取濾波器減小輸出數(shù)據(jù)的速度。數(shù)字/抽取濾波器采樣和濾除調節(jié)器1位代碼串,并創(chuàng)建低速多位編碼。
雖然大多數(shù)轉換器只有一個采樣率,Σ-Δ轉換器卻有兩個:輸入采樣率和輸出數(shù)據(jù)率。這兩個有意義的變量比例定義了系統(tǒng)抽取比例。抽取率和轉換器有效分辨率之間存在一個強大的關系。未來的窗將檢測調節(jié)器、數(shù)字/抽取濾波器和可調節(jié)抽取比例怎樣工作。