模拟数字转换器ADC连接着现实模拟世界与电子系统

据报道，模拟数字转换器ADC与真实模拟世界和电子系统相连，是芯片行业皇冠上的明珠。ADC将温度、压力、声音、指纹或图像等真实世界产生的模拟信号转换为更容易处理的数字形式，并与DAC一起构建真实世界和数字世界的桥梁，这是BQ27500DRZT-V100模拟芯片中最难的部分。

从消费电子到通信行业，从汽车领域到工业领域，从军事到航空航天，只要涉及模拟信号转换为数字信号的对方都需要ADC的支持。

从ADC细分的角度来看，大致可以分为两个方向，高精度和高速度是两个发展的极端。ADC最重要的两个指标的速度和精度是相互制约的。当然，信噪比、通道间串扰、增益温度漂移等指标也是衡量ADC质量的重要参数。

目前，应用广泛的ADC集中在三种类型上:SAR逐渐接近、DeltaSigma过采样和Pipeline流水线ADC。SAR是目前应用广泛的一种结构，因其性价比高而被称为通用混合信号电路的支柱，可以在相对较低的成本范围内实现良好的转换性能。有了这种结构，ADC的性能发生了很大的变化，分辨率可以覆盖20bits以下的各种分辨率，转换率可以从1KSPS覆盖到5MSPS。

SARADC各方面的能力都处于中等水平。除了性价比优势外，采样延迟也很短。一般来说，SAR是循环时间必须保持高度可预测性的控制系统的最佳结构选择。SARADC依靠其性价比优势在许多领域得到应用。在电机控制和数字电源中使用SAR采样保持单元来转换连续信号是很常见的。

双极技术、CMOS技术和BIMOS技术在SARADC设计中都有应用，分别对应不同的电路设计。与其它ADC结构不同的是，SARADC结构的线性度取决于数模转换器的线性度。SARADC可以在精密DAC的配合下，具有较宽的工作温度范围。

而且DeltaSigma是近年来最常用的高精度ADC结构，在精度超过20bits的ADC中是必选结构。DeltaSigmaADC在转换速率方面也可以覆盖很广的范围，从100SPS到10MSPS都可以实现。这种结构除高分辨率外，还具有很高的稳定性。一般而言，DeltaSigmaADC是高度集成的，可以替代数据采集系统中的许多组件。但是，与其它结构相比，DeltaSigmaADC架构存在延迟的缺点。

DeltaSigmaADC通过OSR过采样技术调整采样分辨率和速度。总的来说，工艺要求不是很高，应用领域也很广。特别是在消费传感器的应用中，高精度传感器更喜欢采用过采样结构。这种高精度ADC在高端测量应用领域的发展非常昂贵，属于禁运标准。

Pipeline流水线ADC专注于高速ADC采样，分辨率不会太高，在8-12bits中，它是高速数据转换系统的常客。流水线ADC广泛应用于无线基站、高速仪表和高速频谱分析应用。

在需要更高速度的转换中，闪存ADC可以提供目前最快的速度。该结构的ADC所有位置的转换同时完成，转换时间主要取决于比较器的开关速度、编码器的传输时间延迟等。一般来说，这种超高速ADC只应用于高端测量领域，而不考虑消费市场。

由于超高速的限制，闪存ADC目前的分辨率基本上是8位，8位的成本已经很高了。但是闪存ADC的分辨率每高一位，设计的复杂性和成本都会呈指数级增长。目前国际巨头厂商也有10位闪存ADC，价格较高，这种超高速ADC基本都在禁运标准中。

随着5G、随着人工智能、物联网、汽车电子等新应用的兴起，高精度数据转换系统越来越普遍。在高精度高速数据转换系统中，放大器、DAC、ADC是必不可少的。作为信号链的核心，ADC的重要性不言而喻。不同结构的分辨率、速度和复杂性对ADC的设计有很大的影响。实现系统最佳性能的关键是选择什么样的ADC作为高精度高速数据转换系统。

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