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2013年是不平凡的一年在逐次逼近结构性能改进(SAR)模拟-数字转换器(adc)。虽然有一些公告关于新delta-sigma(ΔΣ)和管道架构adc,SARs为主。
传统智慧的adc曾经说过,如果电路设计师想要的高分辨率,他们不得不ΔΣ架构。如果设计师想要看更多的快速变化的数据,他们不得不使用一个转换器建立在特区的架构。截至2013年,这只是部分属实。最新的ΔΣs仍然提供的最高精度。
如果你正在寻找石油储量的补丁,例如,德州仪器ADS1282会给你31位精度4 ksamples / s。(事实上,销售“地震和能源勘探。”)运行速度更快的速度,即使是最新ΔΣs必须牺牲分辨率。一个有用的文件,“了解SAR adc:他们的体系结构和比较与其他adc,“从格言综合指出,一些高带宽ΔΣ转换器已达到1 - 2 MHz带宽,但是他们仅限于12到16位分辨率。
然而,如果你想看看高频数据,说为工业控制、机器人、汽车、或仪器应用程序,和你想要的精度和高转化率,一些新的SAR adc表现出显著的高精度性能- 18,甚至20位和采样率从0.5到5 Msamples / s。
表1。
2013年引入性能最高SAR adc。
供应商
线性技术
马克西姆集成
德州仪器公司
模拟设备
零件号
LTC7378-20
LTC2338-18
MAX11156
ADS8881
AD7960
决议(位)
20
18
18
18
18
最大的样本
率(kbits / s)
1000年
1000年
500年
1000年
5000年
I / O型
SPI
SPI
SPI
SPI
串行LVDS
微分
非线性(±LSB)
-0.5 + 0.5
1 + 1
0.5(典型的)
-0.99 + 1.5
-0.99 + 0.00
积分
非线性(±LSB)
2 + 2
4 + 4
2.5(典型的)
3 + 3
2 + 2
信噪比(dB)
101年
(最小)
93.5
(最低限度)
91.5
(最低限度取决于
在参考模式)
98.5
(最低限度)
95年
SINAD(dB)
101年
(最低限度)
93年
(最低限度)
93年
(最低限度取决于
在参考模式)
98年
(最低限度)
94.5
功率(千瓦)
25兆瓦
(最大)
56
(最大值1
Msample /秒)
38.5或26.5
根据
参考模式
7.2
(最大
1 Msample / s)
76.4
(最大)
单价(每/ 1000)
29.50美元
29.10美元
16.90美元
19.95美元
31.00美元
自然,这是零延迟。输出总线上的数据代表的电压取样保持的。今年到目前为止,已经有不下五个新的非典型肺炎的表现范围(见表1),不包括每一个家庭的成员,本稍微慢一点或不精确。
SAR进修
在取样保持的数字化电压电路、SAR转换器比较采样输入电压对一系列先后较小的电压(图1)。每个电压代表一位的数字输出代码。这些电压是全面的分数输入电压(1/2、1/4、1/8、1/16…1/2N,N =的比特数)。
第一个比较模拟输入电压与电压代表最重要的一点(MSB)。如果模拟输入电压大于MSB电压、最高有效位的值设置为1。如果不是大于MSB电压,设置为0。
SAR ADC制造商挑战传统智慧对速度和分辨率
图1所示。SAR转换器比较模拟输入电压对一系列电压下降
(1、1/2、1/4、1/8、1/16……1/2N乘以参考,ADC的分辨率)
和积累的结果。
第二个比较模拟输入电压与电压代表的总和MSB和下一个最高有效位。第二个最高有效位的值设置。第三比较了模拟输入电压和电压之间的代表三位元的总和。重复这个过程,直到最低有效位(LSB)的价值。
最新的SAR阵容
这些SAR adc开始出现在5月下旬。当时,线性技术highest-precision装置的宣布:其no-latency,20位,1-Msample / s LTC2378-20-1(图2)。SAR ADC的内部时钟,但它需要外部引用,可以正常范围从2.5到5.1 v,它从一个5.5 v供应。power-critical应用程序,它可降至2.5 V,它消耗最多21兆瓦。尽量减少功耗,变频器自动关闭之间的转换。功率降低尺度采样率。
SAR ADC制造商挑战传统智慧对速度和分辨率
图2。线性技术LTC2378-20-1 SAR ADC
有20位精度在1 Msample / s。
功率降低的另一种方法是使用设备的微分输入单端信号。电路设计师选择这种数字增益压缩(及其它LTC2378和其他线性技术非典,第一个放大器是配置为一个单位增益缓冲器和单端输入信号直接驱动高阻抗放大器的输入。---嘉立创
及其它要求全面输入摇摆是有限的±10%和90%之间的VRef模拟输入范围。内部驱动程序然后可以关闭一个积极的供给。LTC2378的串行数据输出通过daisy-chainable SPI-compatible(串行外围接口)总线支持1.8 - 2.5 - 3.3,,5 v逻辑水平。
在大致相同的时间线性拿出LTC2378,马克西姆集成宣布产品可用性MAX11156(图3)。这是18位,no-missing-codes SAR ADC样品在500 ksamples / s的引用和参考缓冲建成的,但仍然挤压到3 - 3毫米薄dual-inline扁平封装(TDFN)。“不”缺失的代码意味着作为输入电压在其范围内,所有输出代码组合将出现在转换器的输出。
SAR ADC制造商挑战传统智慧对速度和分辨率
图3。马克西姆集成MAX11156 SAR ADC提供
是18位性能没有缺失的代码在500 ksamples / s。
小包装可以节省至少70%板空间竞争解决方案,根据格言。公司还指出“Beyond-the-Rails”技术,这意味着它可以处理一个±5 v的输入信号,而操作从一个积极的5 v电源轨。
除了这些规格,马克西姆吹捧ADC的单调传输特性,沉降速度快,没有延迟。典型的直流性能±0.5 lsb微分非线性(黑暗)和非线性INL±2.5 lsb积分。交流表现是94.6 - db信噪比(信噪比)和105 - db总谐波失真(THD)。对于多通道应用程序,可以通过SPI-compatible平行的多个设备串行接口。定价16.90美元开始。
之后,在9月,线性技术也推出了18位,1-Msample / s,没有延迟LTC2338-18 ADC转换速度从250年ksamples 1 Msample / s / s。操作从一个5 V电源,它有一个更广泛的(±10.24 V),完全微分,双输入范围。其数据表信噪比是100分贝,其拉力是-110分贝。也有一个内部2.048 - v(20 ppm /°C max)引用和参考缓冲区。一个输入分频器网络规模和水平变化的输入信号,消除复杂电路需要真正的双信号直接接口。通过SPI总线的I / O。
线性预测与pseudo-differential pin-compatible 16位和18位家庭真正的双输入(LTC2328-18)。专有的内部参考缓冲保持不到1-LSB错误期间突然爆发的转换,使真正的一次性操作经过漫长的空闲时间。这些adc操作从一个5 v供应和消耗50 mW 1 Msample / s。权力进一步减少线性速度较慢的样本。300年关闭模式只消散μW闲置。
支持新的一部分,线性的DC1908A演示板使容易评估LTC2338家人会同DC590B(QuikEval)或DC718C(PScope)数据采集板。全微分LTC2338-18和pseudo-differential LTC2328-18家庭中可用小MSOP-16包在商业,工业和汽车温度等级。价格从29.10美元在1000年开始块数量