△Σ ADC原理(一)

2021-02-19 殷豪

更高級ADC技術之一稱為增量求和,或△Σ(使用希臘字母標註),在數學和物理中,希臘字母△代表差異或改變,然而大寫字母△代表差異或改變,然而大寫字母Σ代表總和:多項式的和。有時這個轉換器用相同的字母以相反的順序表示:Σ△。

在△Σ轉換器中,模擬輸入電壓信號連接積分器的輸入端,產生一個速率改變的電壓,或斜坡,對應輸入量的輸出。這個傾斜電壓通過一個比較器比較地電位(0V)。

    比較器作為1bit的ADC,根據積分器輸出是正或負,產生1bit的輸出(「高」或「低」)。比較器輸出通過一個高頻率的時鐘D觸發器鎖存,去驅動積分器在0V輸出方向。基本電路如下圖1所示。

圖1 原理圖

最左邊的運算放大器是(和)積分器。積分器注入下一個運算放大器是比較器,或1bitADC。下一個是D觸發器,它在每個脈衝鎖存比較器的輸出值,要麼發送「高」,要麼發送「低」信號到電路最上面的下一個比較器。

最後的比較器觸發器的單極性的0V/5V邏輯水平輸出電壓轉化為+V/-V電壓信號,再去反饋給積分器是非常有必要的。如果積分器輸出是正,第一個比較器將輸出高信號到觸發器D輸入端。在下一個時鐘脈衝,這個高信號將從Q線輸出到下一個比較器的同相輸入端。這個最後一個比較器,覺察到輸入電壓比1/2+V大,在正方向上飽和,發送一個滿+V信號到積分器的其他輸入端。

翻譯原文:

[1]https://www.allaboutcircuits.com/textbook/digital/chpt-13/delta-sigma-adc/

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