SAR ADC 与 Sigma Delta ADC 比较

大家好 欢迎大家参加TI工业研讨会 我是TI Century FAE Igor An 主要负责数字电源和电机控制相关算法开发 今天我将给大家介绍TI在电压和电流 采样中的相关采样技术 主要是利用不同类型的ADC 对电压电流进行采样 在这个章节 我们会着重介绍 SAR ADC和Delta Sigma ADC相比较的 一些优点和缺点 SAR ADC和Dleta-SIGMA ADC 我们可以从下面两张图来对比它们的采样方式 那SAR ADC呢 我们相当于抽样一样 在这个连续信号上 我去按照固定的时间间隔去抽一些点 当然我可以把 这个时间间隔放得很接近 很密 频率很高 那对于Delta sigma ADC呢由于它是 由一个高频的调制环节 去一直把这些信号进行扫频 进行调制 所以它相当于用一个高频信号一直去 扫描整个连续信号 所以它的扫描频率和时间间隔是远远高于 SAR ADC的 那对于采样结果的这个和采样启动和结束的 这种方式也是不同的 对于SAR ADC来说 我必须 周期性地有一个事件去启动ADC 让ADC走一遍这个采样保持 再加这个采样结果的匹配 走一遍这两个过程 然后最终这两个过程结束之后我得到一个最终的采样结果 但对于Delta-Sigma ADC来说它会是一直 连续不断地去扫描 信号 去调制 然后是解调 那conversion done这个环节呢 实际上一直都会有 只是说它会有一定的时间延迟 那从这个采样实时性来看 那Delta Sigma呢相对于SAR ADC来说呢 它的延迟会大 但是它这个clock cycle 会比这个SAR ADC 要小 因为对于SAR ADC来说 我们用过的工程师 可能会比较了解 我大多数应用的时候 我在当前的这个 中断里面用的是上一个中断的采样结果 但是在某些实时性要求特别强的情况下 我还是可以把当前的采样结果 就是这个周期的采样结果用作我这个周期的运算 所以它某种程度上可以说是没有 时间延迟的 而对于这个Delta Sigma来说 这取决于我的调制和解调 数字滤波到底用多少阶 如果是三阶的 那这边我的结果就有三个clock的延迟 那一阶的就是一个clock的延迟 那这是从延迟特性上 两者的区别 这里是进一步说明了我们的SAR ADC 它是几乎可以做到零延迟的 就是我当前的采样 conversion 用作当前的计算 就是同一个周期 会有一定时间的延迟但是是小于一个cycle的 那对于SAR ADC来说我们总结了如下的 一些优缺点 第一个就是它的实时性可以做到非常强 几乎同周期采样 同周期计算 没有这个延迟 那它是在性价比啊 从速度 采样精度 还有整个ADC所消耗的 能量来说 都是一个比较好的平衡 但是它的最高采样速率是到4兆 SPS 分辨率8到20位 那下面就是列出了几个系列 独立外挂的ADC芯片 那么它们的特点 NanoSAR 就是相当于我们通用的 SAR ADC就是大多数应用都可以满足 那当然对于高精度要求 我们有 ADS88 ADS89系列 那高压的 我们有5伏 15伏供电的这个86系列 那对于Delta Sigma优缺点的这个总结呢 其实我们最早看的那个Delta Sigma SAR 和 Pipeline 三个 ADC比较的图表中 可以看到 它最高的分辨率可以到32位 但它稍微有一点延迟 但是它的线性度会非常好 比SAR的线性度好 另外一个就是我们后面 模拟前端会提到的一个防混叠的 滤波 那对于Delta Sigma来说这个防混叠滤波的 滤波器就是我们在 Delta Sigma采样芯片前端要设计的外围模拟电路 会比较容易 好 这个两者的比较 我们暂时就介绍到这里 欢迎大家关注后续的章节 谢谢大家