简单的ADC比较矩阵

Maxim采用六种常用ADC架构制造模数转换器（ADC）。确定正确的ADC需要在分辨率、通道数、功耗、尺寸、转换时间、静态性能、动态性能和价格之间进行权衡。设计人员需要了解关键功能，并对架构及其设计限制有基本的了解。

本应用笔记概述了这些架构。它包括提供更多详细信息的应用笔记链接，以及比较主要特性和特性的便捷比较表。

合成孔径雷达

逐次逼近寄存器（SAR）模数转换器（ADC）通常是中高分辨率应用的首选架构，采样速率通常小于每秒5兆采样（Msps）。SAR ADC通常的分辨率范围为8位至20位，具有低功耗和小尺寸。这种组合使其成为各种应用的理想选择，例如自动测试设备、电池供电设备、数据采集系统、医疗仪器、电机和过程控制、工业自动化、电信、测试和测量、便携式系统、高速闭环系统和窄带接收器。

MAX11905是Maxim集成公司最高分辨率的SAR ADC，在1位时工作6.20Msps，动态性能为98.3db SNR和-123dB THD。MAX11905提供两种不同的评估板。根据两种不同的模拟前端选择评估板：MAX11905EVKIT#（图1）使用MAX9632运算放大器，MAX11905DIFEVKIT#（图2）使用MAX44205差分运算放大器。两款评估板均使用安富利ZedBoard。™用于与 PC 通信。

图1.MAX11905评估板照片

图2.MAX11905DIFEVKIT照片

Maxim Integrated的另一个常用ADC是MAX11156，这是一款工作速率为18ksps的500位ADC。它在 94kHz 时提供 SNR 6.105dB 和 THD -10dB 的动态性能。MAX1115X/6X评估板（图3）可以评估该器件和整个MAX1115X/6X产品系列。

图3.MAX1115X/6XEVKIT照片

下表中的每个器件都是高端ADC系列的一部分。Maxim Integrated还提供一系列分辨率和采样速率较低的ADC。

 

部件号	频道	分辨率（位）	采样率
MAX11905	1	20	1.6米
MAX11190	4	12	3M
MAX11156	1	18	500k
MAX11131	16	12	3M
MAX11103	2	12	3M

 

Σ-Δ型ADC

Σ-Δ模数转换器（ADC）主要用于低速应用，这些应用需要通过过采样来牺牲速度和分辨率，然后进行滤波以降低噪声。24位Σ-Δ转换器用于自动化测试设备、高精度便携式传感器、医疗和科学仪器以及地震数据采集等应用。

Maxim Integrated 提供 MAX11270，这是一款 24 位三角积分 ADC，可实现出色的 +130db SNR，同时功耗为 10mW 的超低功率。以下是MAXREFDES75#参考设计（图4）的链接，显示了MAX11270在电子秤系统中的应用。

图4.MAXREFDES75#采用MAX11270 Σ-Δ型ADC。

MAX11216为超低功耗、宽动态范围24位Σ-Δ型ADC，设计用于地震应用。

图5是本应用的框图。

图5.MAX11216原理框图

集成模数转换器

集成ADC可提供高分辨率，并能提供良好的线路频率和噪声抑制。从无处不在的ICL7106开始，这些转换器已经存在了相当长的一段时间。集成架构提供了一种新颖而直接的方法，将低带宽模拟信号转换为其数字表示。这些类型的转换器通常包括用于LCD或LED显示器的内置驱动器，可用于许多便携式仪器应用，包括数字面板表和数字万用表。

闪存模数转换器

闪存模数转换器，也称为并行ADC，是将模拟信号转换为数字信号的最快方法。它们适用于需要非常大带宽的应用。但是，闪存转换器消耗大量功率，分辨率相对较低，并且可能非常昂贵。这限制了它们通常无法以其他方式解决的高频应用。示例包括数据采集、卫星通信、雷达处理、采样示波器和高密度磁盘驱动器。

流水线型模数转换器

流水线模数转换器 （ADC） 已成为最流行的 ADC 架构，采样速率从每秒几兆采样 （MS/s） 到 100MS/s+，分辨率为 8 至 16 位。它们提供的分辨率和采样率涵盖广泛的应用，包括 CCD 成像、超声医学成像、数字接收器、基站、数字视频（例如 HDTV）、xDSL、电缆调制解调器和快速以太网。

两步进模数转换器

两步模数转换器（ADC）也称为子量程转换器，有时也称为多步或半闪存（比闪存架构慢）。这是闪存ADC和流水线ADC之间的交叉，与闪存ADC相比，可以实现更高的分辨率或更小的芯片尺寸和功率，以实现给定分辨率。

审核编辑：郭婷