您是否知道輸入信號可能會影響為應用選擇最佳逐次逼近寄存器 (SAR) 模數轉換器 (ADC) 的方式？
在我們聽到“輸入”兩個字時，腦海里會立即浮現頻率、幅值、正弦波以及鋸齒波等幾件事。所有這些都是優化信號調節時需要考慮的相關問題。
但是，很多人不會預先考慮的一件事是 SAR ADC 的實際輸入類型。在本博客中，我將重點介紹三種 SAR 輸入（單端、偽差分與差分輸入）以及如何將其使用在應用中。在以后的博客中，我還將討論性能差異以及獲得最優輸入性能所必須考慮的一些重要實際注意事項。
單端輸入 SAR ADC
單端輸入是這三種輸入類型中最簡單的一種，因為 ADC 只有一個輸入。只要饋送信號在輸入引腳指定的范圍內，SAR 就會針對 SAR 接地對輸入進行數字化（見圖 1）。
圖 1：單端轉換實例
盡管大部分單端 SAR ADC 都可處理單極性信號，但一部分可用于處理幅值 (A) 可輕松超過電源的雙極性信號。有些支持一個通道，有些則支持多個通道。使用單端 ADC 輸入的一個常見應用是電源電壓監控。
下面是有關圖 1 中所用單端輸入 SAR ADC 的更多信息：
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部件編號
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分辨率
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采用速率
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ADS8568
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16 位
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500 kSPS
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ADS8517
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16 位
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200 kSPS
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ADS8528
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12 位
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650 kSPS
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ADS7866
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12 位
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200 kSPS
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ADS7867
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10 位
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280 kSPS
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ADS7868
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8 位
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280 kSPS
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偽差分輸入 SAR ADC
偽差分 SAR ADC 具有兩個輸入引腳，但被稱為“偽差分”，是因為在一個輸入保持為固定 DC 電壓（一般是 REF/2）而另一個輸入可接受動態變化的輸入信號時，可產生適當的 ADC 轉換。兩個輸入端 (AINP-AINM) 之間的差分信號隨后可轉換為數字代碼。通常為輸入變量提供 +/-100mV 的預留空間。圖 2 就是該輸入和一個獨特案例（其中固定輸入 (AINM) 可連接至信號接地，使其類似于單端輸入類型）。
圖 2：偽差分輸入配置
采用該配置的一個最常見應用是分流監測。在該應用中不僅可針對固定 DC 電壓測量串聯電阻器一側的電壓，而且還可將其轉換回電流。
圖 2 中使用的偽差分輸入 SAR ADC 實例：
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部件編號
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分辨率
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采樣速率
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ADS8319
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16 位
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500 kSPS
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ADS8317
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16 位
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250 kSPS
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ADS8339
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16 位
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250 kSPS
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ADS8324
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14 位
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50 kSPS
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全差分輸入 SAR ADC
全差分輸入 SAR ADC 接受兩組輸入，一組輸入是另一組的有力補充（見圖 3）。這兩組輸入之間的差分信號 (VDIFF = AINP – AINM) 可轉換。
在大多數差分輸入 SAR 中，對 ADC 輸入的共模電壓 (VCM = (AINP + AINM)/2) 都有限制，其可轉換為兩個信號的固定 DC 偏移（一般是容差為 +/-100mV 的 REF/2）。
然而如圖 3 所示，有一些更新穎的 SAR ADC 提供一個特別的輸入級，其可處理可在 0 和 REF 之間發生變化的共模電壓。這種輸入被稱為真差分輸入。
圖 3：全差分輸入配置
全差分 SAR ADC 支持雙極性輸入和／或多個通道，與單端 SAR ADC 類似。使用變壓器輸出的應用可采用全差分輸入 SAR。 |
