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SAR采样电荷电容和数模转换器阵列

发布时间:2020/11/15 18:33:54 访问次数:1080

增加2×0.54×18×1.516×232×2.5图8显示了使能分辨率提升特性时AD7380的SNR性能。实现的SNR性能超过100 dB。额外的2位分辨率提升改善了量化噪声,导致SNR提高。分辨率提升是一种提高系统动态范围而无需增加2位分辨率的成本的方法。此特性的缺点在于,串行端口接口(SPI) SCLK需要提供额

电机控制应用利用光学编码器来准确测量位置。编码器的正弦和余弦输出进行插值,并且必须同时捕获。对于此类应用,建议使用同步采样SAR ADC,例如高吞吐速率AD7380。角位置θ由捕获的正弦和余弦信号的反正切值获得。当这些信号是理想信号时,结果是准确的。在实际应用中,这些信号会受到噪声的影响,导致读数错误。这些偏差会导致编码器的角位置出现误差。

给定理想16位ADC,计算SNR,可获得的最大SNR为98 dB。

SNR的最大改善幅度受ADC位数的限制,当过采样率大于8时,SNR性能几乎没有提高。要获得过采样的好处,必须提高N分辨率,这就是AD7380分辨率提升特性的重要意义。

在AD7380 SAR ADC系列中,正常平均过采样是在芯片内实现,最多可以收集32个平均样本。只要使能此技术,AD7380就会自动采集M个转换样本,然后输出平均转换结果。转换结果是否可获得取决于所采集的M个样本,后者由AD7380系列的CONFIGURATION1寄存器中OSR位的过采样率设置。当M个样本转换完成时,可读取结果。

Σ-Δ ADC架构依赖于以比目标带宽高得多的速率对较小电荷进行采样。它采集的样本更多,但每次获取的电荷更小。典型Σ-Δ ADC的过采样范围介于目标信号的32倍至1000倍之间。过采样与噪声整形(调制方案)相结合的结果将带内噪声移到目标带宽之外。移至更高带宽的噪声随后通过数字滤波滤除。结果是目标带宽中的噪声更低且分辨率更高。Σ-Δ ADC的每次转换结果都是较小但更频繁的采样事件所产生的。

SAR ADC利用逐次逼近来确定结果。SAR ADC通过逐步方法来确定数字表示的每个比特在单个采样瞬间是什么。SAR采样电荷再分配电容和数模转换器(DAC)阵列。采样数据与每个二进制加权电容阵列进行比较。二进制加权电容的总数决定了SAR ADC的位数或分辨率。转换过程由高速内部时钟和容性DAC阵列控制,能够快速转换变化的信号。SAR ADC用于需要宽带宽的数据采集系统。


(素材来源:eepw.如涉版权请联系删除。特别感谢)


增加2×0.54×18×1.516×232×2.5图8显示了使能分辨率提升特性时AD7380的SNR性能。实现的SNR性能超过100 dB。额外的2位分辨率提升改善了量化噪声,导致SNR提高。分辨率提升是一种提高系统动态范围而无需增加2位分辨率的成本的方法。此特性的缺点在于,串行端口接口(SPI) SCLK需要提供额

电机控制应用利用光学编码器来准确测量位置。编码器的正弦和余弦输出进行插值,并且必须同时捕获。对于此类应用,建议使用同步采样SAR ADC,例如高吞吐速率AD7380。角位置θ由捕获的正弦和余弦信号的反正切值获得。当这些信号是理想信号时,结果是准确的。在实际应用中,这些信号会受到噪声的影响,导致读数错误。这些偏差会导致编码器的角位置出现误差。

给定理想16位ADC,计算SNR,可获得的最大SNR为98 dB。

SNR的最大改善幅度受ADC位数的限制,当过采样率大于8时,SNR性能几乎没有提高。要获得过采样的好处,必须提高N分辨率,这就是AD7380分辨率提升特性的重要意义。

在AD7380 SAR ADC系列中,正常平均过采样是在芯片内实现,最多可以收集32个平均样本。只要使能此技术,AD7380就会自动采集M个转换样本,然后输出平均转换结果。转换结果是否可获得取决于所采集的M个样本,后者由AD7380系列的CONFIGURATION1寄存器中OSR位的过采样率设置。当M个样本转换完成时,可读取结果。

Σ-Δ ADC架构依赖于以比目标带宽高得多的速率对较小电荷进行采样。它采集的样本更多,但每次获取的电荷更小。典型Σ-Δ ADC的过采样范围介于目标信号的32倍至1000倍之间。过采样与噪声整形(调制方案)相结合的结果将带内噪声移到目标带宽之外。移至更高带宽的噪声随后通过数字滤波滤除。结果是目标带宽中的噪声更低且分辨率更高。Σ-Δ ADC的每次转换结果都是较小但更频繁的采样事件所产生的。

SAR ADC利用逐次逼近来确定结果。SAR ADC通过逐步方法来确定数字表示的每个比特在单个采样瞬间是什么。SAR采样电荷再分配电容和数模转换器(DAC)阵列。采样数据与每个二进制加权电容阵列进行比较。二进制加权电容的总数决定了SAR ADC的位数或分辨率。转换过程由高速内部时钟和容性DAC阵列控制,能够快速转换变化的信号。SAR ADC用于需要宽带宽的数据采集系统。


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