Sukzessive Approximation ADC

Eine Methode, um die Mängel des digitalen Rampen-ADC zu beheben, ist die sogenannte sukzessive Approximation ADC. Die einzige Änderung in diesem Design ist eine sehr spezielle Zählerschaltung, die als sukzessives Approximationsregister bekannt ist .

Anstatt in binärer Folge hochzuzählen, zählt dieses Register durch Ausprobieren aller Bitwerte, beginnend mit dem höchstwertigen Bit und endend beim niedrigstwertigen Bit. Während des gesamten Zählvorgangs überwacht das Register den Ausgang des Komparators, um festzustellen, ob der binäre Zählwert kleiner oder größer als der analoge Signaleingang ist, und passt die Bitwerte entsprechend an.

Die Zählweise des Registers ist identisch mit der „Trial-and-Fit“-Methode der Dezimal-zu-Binär-Umwandlung, bei der verschiedene Bitwerte von MSB zu LSB ausprobiert werden, um eine Binärzahl zu erhalten, die der ursprünglichen Dezimalzahl entspricht. Der Vorteil dieser Zählstrategie sind viel schnellere Ergebnisse:Der DAC-Ausgang konvergiert in viel größeren Schritten auf den analogen Signaleingang als bei der 0-zu-voll-Zählsequenz eines regulären Zählers.

Ohne das Innenleben des sukzessiven Approximationsregisters (SAR) zu zeigen, sieht die Schaltung so aus:

Es sollte beachtet werden, dass der SAR im Allgemeinen in der Lage ist, die Binärzahl in seriell auszugeben (jeweils ein Bit) formatieren, wodurch die Notwendigkeit für ein Schieberegister entfällt. Über die Zeit aufgetragen sieht die Operation eines ADC mit sukzessiver Approximation wie folgt aus:

Beachten Sie, wie die Aktualisierungen für diesen ADC in regelmäßigen Abständen erfolgen, im Gegensatz zur digitalen Rampen-ADC-Schaltung.

VERWANDTES ARBEITSBLATT:

• ADC-Arbeitsblatt zur sukzessiven Approximation