逐次逼近寄存器型模数转换器输入的注意事项

您知道吗，输入信号可能会影响您如何为应用选择最佳逐次逼近寄存器（SAR）型模数转换器（ADC）？

当我们听到“输入”这个词时，有几样东西会立即跳入我们的脑海中，例如频率、幅值、正弦波、锯齿波等等，优化信号调理时，所有这些都是相关的问题。

然而，许多人未能预先考虑的一样东西是SAR ADC实际输入的类型。在本博客中，我将重点介绍三种类型的SAR输入：单端，伪差分和差分输入，以及如何在应用中使用这些输入。在未来的博客中，我将讨论必须记住的性能差异和一些关键的实际考虑因素，以获得最佳的输入性能。

单端输入SAR ADC

单端输入是三种输入类型中最简单的，因为ADC只有一个输入。只要信号在输入引脚指定的范围内，SAR就会相对于SAR接地将输入数字化（参见图1）。

 

图1：单端转换示例

虽然大多数单端SAR ADC可以处理单极性信号，但一些单端SAR ADC设计可以处理幅值（A）很容易超过电源的双极性信号。有些支持单通道，而有些可以支持多个通道。使用单端ADC输入的一个常见应用是电源电压监视。

以下是图1中使用的单端输入SAR ADC的一些其他信息：

伪差分输入SAR ADC

伪差分SAR ADC有两个输入引脚；但是，由于当一个输入保持在固定的直流电压（通常为REF/2）而另一个输入可以接受动态变化的输入信号时，进行正确的ADC转换，因此称为“伪差分”。然后将两个输入（AINP-AINM）之间的差分信号转换为数字代码。通常，为输入变量提供+/-100mV的预留空间。图2说明了这种情况和一种独特的情况，其中固定输入（AINM）连接到信号地，使其类似于单端输入。

图2：伪差分输入配置

采用此配置的一个最常见的应用是分流监测，在该应用中不仅可针对固定直流电压测量串联电阻器一侧的电压，而且还可将其转换回电流。

图2中使用的伪差分输入SAR ADC示例：

全差分输入SAR ADC

全差分输入SAR ADC接受两个输入，其中一个输入与另一个互补（参见图3）。两个输入（VDIFF= AINP - AINM）之间的差分信号被转换。

在大多数差分输入SAR中，对ADC输入的共模电压（VCM =（AINP + AINM）/ 2）有限制，这意味着两个信号有固定直流偏置（通常为REF/2，容差为+ -100mV）。

然而，如图3所示，有一些具有唯一输入级的新SAR ADC，能够处理从0变化到REF的共模电压。这种输入被称为真差分输入。

 

图3：全差分输入配置

全差分SAR ADC支持双极性输入和/或多通道，与单端SAR ADC类似。使用变压器输出的应用采用全差分输入SAR。

以下是图3中使用的全差分输入SAR ADC的更多信息：