SAR ADC功率技术规格的谜团
发布时间：2014-12-15 15:13
发布者：designapp
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逐次逼近寄存器(SAR)型ADC的谜团之一，或者至少是造成严重混淆的原因，就是计算系统级的确切电源需求。经研究发现，相关技术手册对于该技术规格让人难以捉摸，而且令人沮丧。 SAR ADC提供一种低功耗方法来测量输入信号。很多时候，功耗与采样速率成正比，可形成非常高效的测量系统。这就意味着，为计算ADC的总功耗，需要考虑所有的电源引脚。 对于SAR转换器，通常有三个潜在的功耗轨：VDD电源、参考输入和数字接口IO电源。VDD电源向模拟电路和ADC内核供电。 对于需要外部基准电压的SAR，参考输入是一个开关电容输入，其在SAR转换位校验期间消耗充电电流。这可能是非常重要的功耗源，其取决于ADC吞吐速率以及内部电容DAC的尺寸。ADC吞吐速率越高，转换位校验（电容充电）越多，因此消耗在电容DAC阵列的电流越多。 同样，更大的电容DAC就意味着更多的电容需要充电，这就造成了更高的电流消耗。如果采用大的电容DAC，会对基准电压源驱动电路造成问题，可能需要更高功率的基准电压源电路。对于模拟输入也是一样，在采集过程中需要更强的驱动放大器来驱动更高的电容DAC负载。有时，与模拟输入相关的其它电路通过基准电压源供电，这就进一步增加了功耗。一些ADC带有内部基准电压源缓冲器，使参考输入具有高阻抗。在这种情况下，缓冲器通过另一个电源引脚来提供必要的基准电流。 数字IO电源消耗功率取决于吞吐/输出数据速率，以及数据输出线路的负载条件。同样，因为传输转换数据需要更高的时钟频率，所以ADC吞吐速率更高意味着数字IO的功耗更大。由于充放电的原因，数据输出线路的任何电容负载都会增加数字IO电流。高时钟频率ADC在高吞吐速率下，数字接口的功耗会非常显著。 许多相关的数据手册仅会列出VDD电源的功率。设计师必须深入研究技术规格表，以确定基准电压源和数字电源功率的要求。为从系统层次精确测量功耗，所有这三种输入都需要考虑。 然而，在说明像功耗这样重要的要求时，为什么有些数据手册不把所有的技术规格都考虑进去，这对于众多设计师而言一直都是一个谜团。 |
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