
STM中的SAR ADC是怎么一回事?
2023-11-03 09:19:38
晨欣小编
SAR ADC是指逐次逼近型模数转换器(Successive Approximation Register Analog-to-Digital Converter),它是一种常用于将模拟信号转换为数字信号的器件。SAR ADC在现代电子设备中广泛应用,如通信系统、音频处理、传感器接口等领域。它的工作原理基于逐步逼近的方式,通过将模拟信号与一系列逼近量进行比较,最终确定数字输出。
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以下是SAR ADC的工作原理及特点的详细介绍:
1. 采样阶段:首先,模拟信号会经过采样保持电路进行采样,将连续的模拟信号转化为离散的样本值。这个阶段的目的是为了获取输入信号的瞬时值,并将其保持在一个电容中,以便后续处理。
2. 逐步逼近:SAR ADC通过逐步逼近的方式,来确定输出数字代码。它将一个参考电压与一个DAC(数字模拟转换器)的输出进行比较。SAR ADC内部有一个比较器,它会将DAC的输出与模拟信号进行比较,并输出比较结果。
3. DAC的工作:DAC会根据之前比较的结果,调整输出电压。如果比较结果表明DAC的输出过大,那么下一次DAC的输出会减小,反之亦然。这个过程会不断地迭代,直到得到一个与模拟输入信号非常接近的数字输出。
4. 逻辑控制与输出:在每一次迭代中,SAR ADC会通过逻辑控制器来驱动逐渐逼近的过程。逻辑控制器负责对DAC的输出进行控制,并在完成转换之后将数字输出代码发送给数字处理器或其他电路。
SAR ADC有以下特点:
1. 快速转换速度:SAR ADC通常具有较高的转换速度,并能够在微秒级别内完成转换,这对于需要实时性能较高的应用非常重要。
2. 相对较低的功耗:相比于其他类型的ADC,SAR ADC通常具有较低的功耗,因为它能够在每一个逼近过程中,最小化电流流过DAC的时间。
3. 可扩展性:SAR ADC可以通过增加比特数来增加其分辨率。通过增加比特数,可以提高ADC的精度,但同时也会增加功耗和转换时间。
4. 抗噪声能力强:SAR ADC在采样过程中引入的噪声很小,因为它能够立即准确地获取模拟信号的瞬时值,并将其保持在电容中。
举个例子来说明SAR ADC的应用场景。在音频处理中,SAR ADC常常被用于将模拟音频信号转换为数字音频信号。例如,在音频编解码器中,SAR ADC负责将模拟的音频信号转换为数字数据,使其可以经过数字处理器进行编码或解码操作。这样的转换过程需要高速性和较低的功耗,而SAR ADC正好满足这些要求。
综上所述,SAR ADC是一种逐步逼近型模数转换器,其工作原理是通过逐步逼近法将模拟信号转换为数字信号。它具有快速转换速度、较低的功耗、可扩展性和抗噪声能力强等特点。在各种应用领域中,SAR ADC发挥着重要的作用,成为现代电子设备中不可或缺的一部分。
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