σ-δadc的工作原理

《σ-δadc的工作原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ADC主流类型有:Z-△型(Sigma-Delta)、逐次比较型(SAR)、流水线型(Pipeline)、并行比较型(Flash)。下图为这四种类型主耍特点的对比。主要特点类型速度分辩率采样率功耗主要用途Sigma-Delta低速16-24bit几十KSPS中音频、测量、数字仪表、工控SAR中速8-16bit几MSPS低数据采集、工控Pipeline髙速8-16bit几十MSPS中视频处理、通信Flash髙速8-10bit几百MSPS髙数据采集、通信越来越多的应用，诸如音频、测量等，都需要高分辨率、高集成度和价格低廉的ADCo新型转换技术恰

2、好可以满足上述需求。下面介绍LAADC的工作原理，其主要过程包括：过采样、噪声成形、数字滤波和抽取。1、过采样对于一个NbitADC,由SNR的公式：SNR=6.02N+1.76dB可知，为了改善SNR和更为精确地再现输入信号，对于传统ADC来讲，必须增加位数。将采样频率提高一个过采样系数k，即采样频率为Kfs，则由FFT分析显示噪声基线降低，SNR值未变，但噪声能量分散到一个更宽的频率范围。△转换器正是利用了这一原理，具体方法是紧接着IbitADC之后进行数字滤波。大部分噪声被数字滤波器滤掉，这样，RMS噪声就降低了，从使得转换器能够从一

3、个低分辨率ADC获得宽动态范K倍过采样功军KfS过采样本呋磉典平均值kF*/2kFs图2N位ADC以频率kfs采样单音信号的频谱分析数字滤波器2、噪声成形通过下图所示的一阶△调制器的工作原理，可以理解噪声成形的工作机制。Z-△调制器包含1个差分放大器、1个积分器、1个比较器以及1个由lbitDAC（l个简单的开关，可以将差分放大器的反相输入接到正或负参考电压）构成的反馈环。反馈DAC的作用是使积分器的平均输出电压接近于比较器的参考电平。调制器输出中"1〃的密度将正比于输入信号，如果输入电压上升，比较器必须产生更多数量的"1〃，反之亦然。积分

4、器用来对误差电压求和，对于输入信号表现为一个低通滤波器，而对于量化噪声则表现为高通滤波。这样，大部分量化噪声就被推向更高的频段。和前面的简单过采样相比，总的噪声功率没有改变，但噪声的分布发生了变化.DigitalOutput图4Z-△调制器框图在调制器中采用更多的积分与求和环节，可以提供更高阶数的量化噪声成形。例如，一个二阶Z-△调制器在每两倍的过采样率可改善SNR15dB。下图显示了△调制器的阶数、过采样率和能够获得的SNR三者之问的关系。图5SNR与过采样率的关系3、数字滤波和抽取Z-A调制器以采样速率输出lbit数据流，频率可高达MH

5、z量级。数字滤波和抽取的目的是从该数据流中提取出有用的信息，并将数据速率降低到可用的水平。［-△ADC中的数字滤波器对lbit数据流求平均，移去带外景化噪声并改善ADC的分辨率。数字滤波器决定丫信号带宽、建立时间和阻带抑制1位多位数捃数据流数裙输出镆拟S-厶1数字低通1输入调制器i虑波据滤波器图6Z-AADC的数字部分框图芯海智慧测量以ADC、SOC、MCU、BLE系列产品为基础，依托芯联云，构建集智能芯片、应用方案、超级APP为一体的整体解决方案。不仅能够为您提供高精度的ADC芯片，还能在电子商用秤的应用方案中为您创造实用性的价值！微信关

6、注“芯海智慧测量”，了解更多精彩内容！