ADC的種類很多,比如間接ADC和直接ADC。往期文章中,小編對這兩種ADC均有所介紹。為增進大家對ADC的了解,小編將對ADC芯片以及ADC輸入類型予以介紹。如果你對ADC具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、ADC芯片-模擬轉(zhuǎn)換信號芯片
ADC芯片是將模擬的信號轉(zhuǎn)換為真實可見的數(shù)字信息的一個轉(zhuǎn)換芯片,在現(xiàn)代科技中它有著舉足輕重的位置,是現(xiàn)代化發(fā)展中不可或缺的元器件之一。
ADC芯片主要看兩個基本指標,一個是速度—Speed,一個是精度—Resolution。顧名思義,速度代表著ADC可以轉(zhuǎn)換多大帶寬—Bandwidth的模擬信號,帶寬對應(yīng)的就是模擬信號頻譜中的最大頻率。精度就是衡量轉(zhuǎn)換出來的數(shù)字信號與原來的模擬信號之前的差距。
ADC第一步操作是對模擬信號進行采樣,說到采樣,小麒要先引入一個20世紀信息論中偉大的香農(nóng)-奈奎斯特采樣定理:為了不失真地恢復模擬信號,采樣頻率應(yīng)該大于等于模擬信號帶寬的2倍。換句話說,如果ADC的采樣頻率是Fs(Hz),那么它可以轉(zhuǎn)換的模擬信號帶寬至多是Fs/2(Hz)。對應(yīng)采樣頻率為Fs(Hz)的ADC,它在時域里1秒中可以采集(1/Fs)點的信息。對于ADC的速度指標,我們通常用單位SPS(Sample Per Second)來表示,比如1MSPS代表著1M Samples Per Second,對應(yīng)的ADC的采樣頻率就是1MHz,可以轉(zhuǎn)換的模擬信號帶寬至多是0.5MHz。
ADC第二步操作就是把采樣的模擬信號量化成數(shù)字信號。數(shù)字信號代表的數(shù)值與模擬信號的真實數(shù)值之間的差距越小,代表著ADC的精度越高,我們通常用N-bit來表示精度,比如10-bit代表著數(shù)值之間的最大差距是1/(2^10)。精度越高的ADC,轉(zhuǎn)換出來的數(shù)字信號越接近于原來真實的模擬信號。
ADC芯片的精度越來越高,所使用的方向也越來越廣。如在PCBA方案開發(fā)鼎盛合的ADC芯片大多數(shù)就使用在測量衡器上面,與傳感器等元器件配合使用做測量衡器的PCBA方案開發(fā)。像芯片CS1237具有一路差分輸入通道,內(nèi)置溫度傳感器和高精度振蕩器等功能,主要使用在精密測量及控制系統(tǒng)上面。
CS1243是一款高精度24位Sigmal-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),內(nèi)部集成低噪聲放大器。CS1243有效精度(ENOB)可達22位,可廣泛應(yīng)用于高精度測量領(lǐng)域。
CS1256是一個包括一個ADC信號鏈和人體阻抗測量模塊(BIM)、一個Sigma-delta ADC及數(shù)字濾波器Digital Filter;其中ADC信號鏈包括有輸入MUXP/MUXN,可編程低噪聲增益放大器(PGA);MUXP/MUXN 具有3個內(nèi)部輸入通道;PGA 和ADC具有多種增益選擇,數(shù)字濾波器可配置為多種輸出速率。人體阻抗測量模塊采用正弦激勵源,將人體阻抗轉(zhuǎn)化為電壓信號送到ADC信號鏈進行測量,可以支持多電極、多頻率人體阻抗測量。
二、ADC輸入類型
(一)全差分輸入
具有完全差分輸入的ADC差分輸入在±VFS范圍內(nèi)數(shù)字化差分模擬輸入電壓(IN + - IN-)。在此范圍內(nèi),IN +和IN-引腳應(yīng)相對于彼此異相驅(qū)動180°,以固定共模電壓為中心,例如VREF / 2±50mV。在大多數(shù)全差分ADC中,IN +和IN-引腳都允許從GND擺動到VFS,而在全差分真雙極性ADC中,IN +和IN-引腳都允許擺動到高于或低于GND至±VFS。
全差分輸入提供比單端或偽差分輸入更寬的動態(tài)范圍和更好的SNR性能。全差分ADC非常適合要求最高性能的應(yīng)用。
(二)具有寬輸入共模的差分輸入
帶差分輸入的ADC將電壓差數(shù)字化在IN +和IN-引腳之間,支持寬共模輸入范圍。 IN +和IN-上的模擬輸入信號可以彼此具有任意關(guān)系。在大多數(shù)差分ADC中,IN +和IN-都保持在GND和VFS之間,而在差分真雙極性ADC中,IN +和IN-引腳都允許在GND之上或之下擺動到±VFS。差分輸入非常適合需要寬動態(tài)范圍和高共模抑制的應(yīng)用。作為最靈活的ADC輸入類型之一,具有差分輸入的ADC還可以數(shù)字化其他類型的模擬輸入信號,如單端單極性,偽差分單極性/雙極性和全差分。
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