tify;">ADC（模擬數(shù)字轉換器）顧名思義,，就是將模擬信號轉變?yōu)閿?shù)字信號的器件,。ADC作為溝通真實世界和數(shù)字世界的橋頭堡，是整個信號鏈的最源頭,，其采樣速度,，分辨率，精度等將直接影響系統(tǒng)的整體性能,。
德州儀器（TI）高速數(shù)據(jù)轉換器產品線經理Matthew Hann表示：“外接的物理量都是模擬的,，所有光、熱等信號,，通過放大器,，然后進入ADC進行準確快速采樣，之后的數(shù)字環(huán)路進行數(shù)字處理和控制,。如今工廠等環(huán)境中需要實時的監(jiān)控和反饋,，因此就要求整體系統(tǒng)要做到又快又精準?！?/p>
ADC的精度和速度定義
ADC將連續(xù)時間和連續(xù)幅度的模擬信號轉換為離散時間和離散幅度的數(shù)字信號,，而轉換涉及輸入的量化，因此它必然會引入少量錯誤或噪聲,。此外,，ADC 不是連續(xù)執(zhí)行轉換，而是定期執(zhí)行轉換,，對輸入進行采樣,，從而限制了輸入信號的允許帶寬。
ADC的性能主要由其帶寬和信噪比 (SNR) 來表征,。 ADC的帶寬主要由其采樣率表征,。 ADC 的 SNR 受許多因素影響，包括分辨率,、線性度和精度（量化電平與真實模擬信號的匹配程度）,、混疊和抖動。 ADC 的 SNR 通常以其有效位數(shù) (ENOB) 來概括,，即它返回的每個測量的位數(shù)平均而言不是噪聲,。理想的 ADC 具有與其分辨率相等的 ENOB。選擇 ADC 以匹配要數(shù)字化的信號的帶寬和所需的 SNR。如果 ADC 以大于信號帶寬兩倍的采樣率運行,，則根據(jù) Nyquist-Shannon 采樣定理,，完美重建是可能的。量化誤差的存在甚至限制了理想 ADC 的 SNR,。然而,，如果 ADC 的 SNR 超過輸入信號的 SNR，則其影響可能會被忽略,。
ADC的使用環(huán)境非常復雜,，需要權衡精度、采樣率等,，因此ADC的選型往往是簡單且復雜的,。從ADC分類上，就包括了如下：
直接轉換模擬數(shù)字轉換器（Direct-conversion ADC）,，或稱Flash模擬數(shù)字轉換器（Flash ADC）
逐次逼近型模擬數(shù)字轉換器（Successive approximation ADC）
躍升-比較模擬數(shù)字轉換器（Ramp-compare ADC）
威爾金森模擬數(shù)字轉換器（Wilkinson ADC）
積分模擬數(shù)字轉換器（Integrating ADC）
Delta編碼模擬數(shù)字轉換器（Delta-encoded ADC）
管道模擬數(shù)字轉換器（Pipeline ADC）
Sigma-Delta模擬數(shù)字轉換器（Sigma-delta ADC）
時間交織模擬數(shù)字轉換器（Time-interleaved ADC）
帶有即時FM段的模擬數(shù)字轉換器
時間延伸模擬數(shù)字轉換器（Time stretch analog-to-digital converter, TS-ADC
針對不同應用場合,，需要選擇不同的ADC，如今比較常見的ADC包括了SAR,、Sigma-delta以及Pipeline等幾大類型,。
TI SAR ADC 35XX 36XX系列專為工業(yè)所打造
逐次逼近寄存器型(SAR)模擬數(shù)字轉換器具有多重優(yōu)勢，具有低功耗,、小尺寸,、電路簡單等特點。適合采樣率中等,，延遲要求較高的工業(yè)應用（例如,，電能質量分析、聲納或采樣率在 1MSPS 到超過 10MSPS 之間的工業(yè)雷達）
TI的35XX,，36XX系列ADC具有10-125 MSPS的高采樣率,，分辨率為14-18位，全部采用WQFN (5mm x 5mm)封裝,，具有Pin-to-Pin兼容,。
如上表所示，該系列ADC具有不同特性,，可針對用戶具體需求做出調整,。
在數(shù)字控制環(huán)路中通過更快的響應時間保護工業(yè)系統(tǒng)
ADC3660系列在類似速度下的延遲比同類器件低 80%。例如,，系統(tǒng)設計人員使用 125MSPS,、14 位、雙通道 ADC3664,，可實現(xiàn)一個時鐘 (8ns) 的 ADC 延遲,。該系列的超低延遲使各種工業(yè)系統(tǒng)中的高速數(shù)字控制環(huán)路能夠更準確地監(jiān)控電壓和電流峰值并對其作出響應，從而提高在半導體制造等應用場景中的工具精度。
在超低功耗下實現(xiàn)業(yè)界先進的噪聲性能
直到現(xiàn)在,，設計工業(yè)系統(tǒng)的工程師還不得不在出色的噪聲性能和低功耗之間做出選擇,。對于設計需要精確數(shù)據(jù)采集的電池供電器件的工程師來說，這是一個特別困難的決定,。ADC3660 系列則無需進行這種權衡,。例如，ADC3683（業(yè)界超快的 18 位,、65MSPS ADC）可提高便攜式國防無線電等窄帶頻率應用的噪聲性能,，它可提供 84.2dB 的信噪比 (SNR) 和 -160dBFS/Hz 的噪聲頻譜密度，同時保持每通道 94mW 的低功耗,。10MSPS,、14 位 ADC3541 的總功耗為 36mW,，可簡化熱管理并延長 GPS 接收器或手持電子設備等功率敏感型應用的電池壽命,。65MSPS、16 位 ADC3660 可提供 82dBFS SNR,，從而提高聲納應用中的圖像分辨率,，而且功耗比同類器件低 65%（每通道 71mW）。
利用集成特性和高采樣頻率降低設計復雜性
ADC3660 系列的高采樣速度和集成特性可幫助設計人員減少其系統(tǒng)中的元件數(shù)量,。例如,，ADC3683 在兩倍的通道密度下，實現(xiàn)比同類 18 位器件快四倍的采樣率,；它還支持一種將所需信號的諧波推往更高頻率的過采樣技術,，這使設計人員能夠降低抗混疊濾波器的復雜性并減少 75% 的系統(tǒng)元件數(shù)量。
可降低設計復雜性的其他系列特性包括片上抽取選項,，設計人員可通過該選項輕松去除系統(tǒng)中不需要的噪聲和諧波,，并將 SNR 和無雜散動態(tài)范圍提高至 15dB。這些抽取選項以及互補金屬氧化物半導體 (CMOS) 接口支持設計人員搭配使用這些 ADC 與基于 Arm? 的處理器或數(shù)字信號處理器,，而不必使用現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA),，這有助于降低系統(tǒng)成本。
總結
具有集成式數(shù)字濾波功能的高速 SAR 數(shù)據(jù)轉換器（如 ADC35xx 和 ADC36xx 系列）非常適合各種各樣的工業(yè)應用,。與 Δ-Σ 轉換器相似,，得益于較高的過采樣率和集成式數(shù)字濾波功能，這些 ADC 也放寬了對模擬濾波器的限制,。復頻混頻器還可以去除模擬混頻級,，從而進一步簡化了模擬前端信號鏈。
