首先就是抗混疊電路的需求。例如當電路中的SAR型ADC采樣率為fs時，根據香濃采樣定律，輸入信號的頻率需要小于fs/2，頻率超過fs/2的信號將會通過混疊效應“混入”有用信號頻帶中，并且無法區(qū)分。因此，為了避免混疊的問題，絕大部分SAR型ADC電路需要在前端設計專用的多階有源濾波器，濾掉頻率超過fs/2的信號。（注：Σ-Δ型ADC理論上也需要抗混疊濾波器，但是由于其過采樣特性及內部數字濾波器的帶外衰減特性，其對抗混疊濾波器的設計要求要低很多，多數情況下一階RC電路能夠滿足抗混疊需求。）

 

其次是模擬輸入與基準輸入的驅動問題。不同于大學課本上講到的，現在市面上流行的大部分SAR型ADC不再是通過分壓電阻網絡來實現電壓的逐次逼近，由于CMOS工藝的普及，取而代之的是通過內部電容網絡實現電荷的逐次逼近，這樣無論是ADC的信號輸入端還是基準輸入端，都是通過一個電容采樣，這個電容一般為幾個皮法到幾十個皮法。這樣帶來的兩個新的問題就是：1，我們能否在采樣的短暫時間內將這個電容完全充滿；2，這個電容在采樣瞬間是否會把我們信號瞬態(tài)拉低。（具體的SAR ADC驅動設計請參考SLAA571A：Design Challenges and Improvement Techniques for SAR ADC Driver Circuit）。糟糕的驅動設計會導致無論是輸入信號，還是基準信號都會被瞬態(tài)拉低，并且造成采樣誤差，如下圖所示：

 

 

所以標準的SAR型ADC驅動電路需要基準及驅動電路，抗混疊濾波器，輸入驅動電路等三個部分，其電路結構如下：

 

 

除了上述的兩個關鍵問題以外，SAR型ADC采樣電路往往還需要配備電壓基準，模擬開關，輸入放大及直流偏置電路（交流信號無法直接被單電源ADC采樣）等，復雜的系統(tǒng)設計往往會另工程師們望而卻步。

 

針對于這一問題，現TI開發(fā)出一系列全集成式SAR型ADC, 其集成了高阻抗輸入可編程放大器，抗混疊濾波器，ADC驅動電路，模擬開關以及高精密電壓基準等，并且能在單電源供電環(huán)境下提供±10V/ ±5V/ ±2.5V等可編程輸入范圍。高集成度的設計使得這種ADC更像一塊電壓采集器，大大簡化采樣電路的設計，同時TI提供極具競爭力的價格，以便眾多工業(yè)客戶選用。其結構框圖如下：

 

            

非同步型全集成ADC    同步型全集成ADC

 

這種全集成型的ADC大大簡化了電路設計，同時優(yōu)化了成本。針對于這一類全集成型ADC，TI提供多種型號，涵蓋不同分辨率，不同通道，同步/非同步等多種器件。下面表格中羅列了全系列高集成度SAR型ADC，以及相應的資料及參考設計TI-Design，歡迎各位工程師點擊查看。

 

 

注：TI絕大部分器件都會有參考設計，我們叫做TI-Design，每一份TI-Design中都包括參考手冊， 原理圖，PCB，軟件代碼，測試結果，以及BOM表，用戶可以在TI官網免費下載。

 

 

推薦閱讀：