《電子技術應用》
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時序、精確度和可重復性以外的東西件
Bonnie Baker
德州儀器 (TI) 高級工程師
摘要: 在您決定哪種轉換器最為適合于您的應用時,您可能會首先想到速度、精確度以及未來系統的可重復性。好吧,這都沒問題,但請不要局限于這些顯而易見的東西。
Abstract:
Key words :

在您決定哪種轉換器最為適合于您的應用時,您可能會首先想到速度、精確度以及未來系統的可重復性。好吧,這都沒問題,但請不要局限于這些顯而易見的東西。

一封來自 Harvey Wiggins 的電子郵件談及了讓一組 Δ-Σ 轉換器同時工作存在的困難。特別值得一提的是,Harvey 說:"我們的應用要求超過 100 個同步通道,且要求低功耗。我們原以為 24 位的動態范圍就足以使用固定增益級了。經過進一步的研究后發現,將這些器件設計到我們的系統中很困難,因為 Δ-Σ ADC 必須連續不斷地運行,并使用一個連續時鐘來操作(內部)濾波器級。在四塊或更多塊板之間同時啟動 100 個 ADC 是一項艱巨的任務。來自所有這些 ADC 的所有采樣時間標記要求自主系統時鐘同步。(這種情況下)利用一個系統采樣時鐘實現啟動同步就是一個相當不錯的小竅門。" Harvey,如果您讀到這里,能否請您詳細說明一下"小竅門"的意思?

另外,Larry Bodnar 還說:"就時域信號采集而言,其要求邊緣保持,我會選擇PGA-SAR ADC 轉換器。對頻域信號(即音樂音頻)來說,我們理所當然地會選擇 Δ-Σ 轉換器。"這些想法都很聰明。SAR-ADC 系統給受監控的輸入實體做了一個快照。Δ-Σ 轉換器反復地對輸入實體進行采樣,并通過一個數字濾波器再次組合這些采樣,以獲得最終、最綜合的輸出數字值。該數字值代表某個時間內的輸入信號。

AI Welch 認為最好的轉換器是 Δ-Σ 轉換器。特別是,AI 說:"我使用它們都好幾年了,在相當長一段時間里,我都沒有使用外部增益。我擔心在使用外部增益電阻時會出現電阻漂移。我認為,即使是那些具有可編程增益 的外部增益電阻也會有一些由于電阻漂移帶來的局限性。我知道,我們可以尋找到一些低 ppm 范圍內表現非常好的 Δ-Σ 轉換器。轉換速度也會因使用 Δ-Σ 轉換器而得到提高。當然,如果您需要高采樣速率的話,您可能會看重 SAR,但它卻沒有 Δ-Σ 的精確度。這就是我的觀點和看法。"

AI 當然熱衷于 Δ-Σ 轉換器,但是正如我們所看到的那樣,Δ-Σ 在達到所有 PGA-SAR 性能水平方面有問題嗎?我知道 AI 質疑的是外部增益電阻的穩定性,盡管這或許是事實,但是集成解決方案擁有片上匹配增益電阻。

然而,其他問題如何解決呢,例如:成本、可靠性以及電池供電型應用的功耗等?雖然 PGA-SAR 系統擁有多芯片,但成本一般低于 Δ-Σ 解決方案。不利的一方面是,多芯片 PGA-SAR 解決方案可能會存在一些可靠性問題。說到底,電池供電型應用對兩種系統都構成了挑戰:Δ-Σ 要求連續時鐘,而 PGA-SAR 則可能有一些不具備關閉引腳的組件。

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