分立比較器/DAC組合解決數(shù)據(jù)采集問題
如果采用的比較器具有內(nèi)部滯回并且不能禁止,可確保DAC輸出總是在相同方向逼近比較器門限,這樣可消除負面影響。通過在每位測試完成后將DAC設置為零,便于達到這一目的;例如,在本文最后列出的偽代碼后增加一行。
另一選擇是,通過增加一個小電容反饋也可消除滯回,這會加速比較器在線性工作區(qū)的轉換?;蛘?,增加一個輸出觸發(fā)器或鎖存器,在給定時刻捕獲比較器輸出狀態(tài)。
當前比較器都能夠很好地處理擺率受限的輸入信號。例如,Maxim公司的MAX913和MAX912在這方面尤其有效,因為它們在線性工作區(qū)能夠確保穩(wěn)定。圖5列舉了MAX913在高速、12位應用中的性能。圖6電路(超低功耗8位轉換器)在不使用時可將其關閉以節(jié)省能量。
圖5 由于比較器在其線性工作區(qū)保持穩(wěn)定,該高速、12位幅度采集器可處理低速輸入電壓。
圖6 該低電壓、8位數(shù)據(jù)采集器替代ADC具有幾個優(yōu)勢:低成本、低功耗、以及采樣間隔期間關斷功能。
DAC/比較器組合IC
Maxim提供3款單芯片器件可大大簡化設計,這些芯片組合了比較器和DAC。每款器件都非常適合本文應用及其它多種應用。
例如,MAX516是一款4通道器件,具有亞微秒速度,非常適合多種中等速度、多通道應用(圖7a)。
MAX910是單通道、高速、TTL輸出DAC/比較器,具有8ns傳輸延遲(圖7b)。類似器件(MAX911)具有更高速度——ECL互補輸出、4ns傳輸延遲。
圖7 Maxim 8位DAC/比較器IC包括4通道MAX516(a)、高速、TTL兼容MAX910(b)、以及ECL兼容MAX911(未列出)
逐次逼近
逐次逼近采用天平和一系列用于確定物體重量的二進制權重(權重相對值為1、2、4、8、16等)的方式很容易說明。確定一個未知重量的最快方法(逐次逼近),首先,將未知重量與最大權重進行比較。根據(jù)天平指示,要么移除該重量,要么增加下一個最大重量,按這種方式一直到最小的權重。物體的重量就是天平盤上剩余權重的總和。
在逐次逼近ADC中,內(nèi)部DAC的位模擬系列二進制重量,比較器輸出模擬天平指示。驅動權位處理的邏輯保存在封裝好的ADC的逐次逼近寄存器(SAR)或者控制DAC/比較器電路的處理器軟件子程序,該子程序可由不到20行的代碼來實現(xiàn)(表1)。
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