整合SAR轉換器 ADC簡化信號調節路徑

在圖2中，類比增益級之后是抗混疊濾波器。這個叁階至五階抗混疊（類比）濾波器會先移除疊加的類比訊號雜訊，訊號才會送達SAR轉換器。在訊號變成數位字組之前，AAF將減少會混疊回數位訊號的高頻率雜訊。類比濾波是資料獲取系統重要的部分。如果不使用類比濾波器，類比數位轉換器取樣頻寬一半之外的訊號將混疊回訊號路徑。一旦數位化程序期間混疊訊號，便無法以頻帶內和頻帶外的頻率區分雜訊。

SAR驅動器放大器會將訊號送到SAR類比數位轉換器。這個驅動器放大器具備極大的驅動能力，能夠將穩定的訊號送到轉換器。一旦SAR類比數位轉換器產生最終的數位字組，微控制器或微處理器便會進一步進行訊號濾波，將該訊號轉換為可用的數位值。SAR轉換器是媒體解析應用常見的架構。SAR類比數位轉換器的解析度介于8位元18位元之間，取樣速度不到10MSPS。

ΔΣADC訊號路徑

ΔΣ轉換器適合將直流各種頻率的訊號轉換為極高解析度的數位MHz訊號。圖3顯示ΔΣADC的基本感測器訊號路徑。這些轉換器的解析度介于12位元~24位元之間，取樣速度最高可達50MSPS。必須注意的是，這個配置圖看起來似乎比圖2的SAR類比數位轉換器訊號路徑簡單，但是事實上并非如此。前文所述SAR類比數位轉換器訊號路徑所有功能依然存在，只是這些功能全部移到ΔΣ轉換器內部而已。

圖3 ΔΣADC小訊號經過濾波，提供ΔΣ轉換器適當的輸入訊號范圍。

數位或處理增益取代圖2中的類比增益單元。只要將最低有效位元（LSB）的位置移入數位輸出字組，即可產生處理增益。在24位元轉換器的輸出範圍，共有四千零九十六個12位元轉換器。ΔΣ轉換器的24位元也可用來取代增益的類比功能及這個數位引擎的電壓移位。

ΔΣ轉換器「便于設計」的抗混疊濾波器可將類比輸入訊號內部的主要高頻率雜訊衰減。這個電阻式/電容式抗混疊濾波器的轉折頻率是ΔΣ的輸出資料頻率。ΔΣ轉換器另外可提供感測器激發來源及內部類比增益級。

本文介紹多種感測器的一般特性以及基本的SAR類比數位轉換器與ΔΣ類比數位轉換器訊號路徑。經過此次一般概述，可看出ΔΣ類比數位轉換器能夠提供理想的訊號路徑，這類轉換器的訊號調節電路最少，不過，建議不要抱持如此的定見。選擇任何一種轉換器時，都必須注意準確度、可重復性及成本等細節。