如何根據系統和技術正確選擇轉換器

在您進行徹底的系統評估以前，您如何決定在您的應用中使用哪一種 ADC 技術呢?您也許會首選 SAR 轉換器 (SAR-ADC)，因為您認為它們易于使用，并且速度比 Δ-Σ 轉換器要快一點。其次，您可能會選擇使用一個 ΔΣ 轉換器，因為您覺得盡管它們的速度要慢一些，但卻具有較好的精度。或者根本無需多想，您可能會選擇您經常使用的 ADC。

　　在選擇一種轉換器時，您通常會根據有效位數 (ENOB)、精確度、重復定位精度(噪聲)以及輸出數據速率來做出轉換器選擇的一些決定。您的假設可能會是：SAR-ADC 利用中等輸出速度產生精確的輸出，而 DS 轉換器則利用更低的輸出數據速率產生更低噪聲的輸出信號。

　　這些假設或許不再能夠指導您在 SAR-ADC 和 DS-ADC 之間做出選擇。想一想如何改變您的設計范式——將注意力從單個器件轉到整個系統上來。您會發現，兩種 ADC 構架可能都適合于某個特定的應用。例如，如果您知道系統 ENOB，則一個結合了 SAR-ADC 的模擬增益級便可以與一個高速 DS 轉換器的性能匹配。

　　系統評估包括檢查系統采樣速度(一次詳細的系統精確度分析)，以及比較您系統的重復定位精確度(噪聲水平)性能。影響系統采樣速度的一些問題是單時鐘頻率的選擇，以及在轉換以前為模擬組件完全穩定下來留出時間。就系統精確度而言，您可以將 DC 性能特性與總體不可調節誤差 (TUE) 品質因數相結合來進行比較。重復定位精度不同于精確度評估，它定義了一次轉換所得值與其下一次重復的一致性程度。利用重復定位精度，您可以根據有效分辨率 (ER) 結合信號鏈器件的噪聲性能。

　　下次文章中，我們將研究 12 位 SAR 與多路復用 PGA (PGA-SAR) 以及 24 位多路復用 DS 轉換器之間存在的一些具體差異。所有系統的增益范圍(模擬或者數字)均為 1 到 128 V/V，且電源電壓均為 5V。

　　我們研究這兩個系統的精確度和重復定位精度時，我們可以使用表 1 來作為開始。在表 1 中，系統增益范圍為 1 到 128。表格第二列顯示了理想系統的滿量程范圍 (FSR)，其為系統的等效輸入 (RTI)。最終，系統最低有效位(LSB，表格第 3 列)等于系統的 FSR，其除以系統碼數 (4096)。

　　表 1 我們在系統評估中使用 1 到 128 的增益評估精確度 (TUE) 和重復定位精度(噪聲)時，可使用該表格中包含的理想 FSR 和 LSB 值。

　　文章所述電路實現的一些應用包括手持式儀表、數據記錄器、汽車系統和監控系統。下次，我們將深入研究這兩種設計的轉換速度。以后，我們將研究這些系統的精確度 (TUE) 和重復定位精度(噪聲)。