低功耗ADC的優(yōu)勢

在 ADC 領(lǐng)域，市場(chǎng)需求可以總結為為數很少的幾個(gè)重要要求：最低功耗、最低噪聲、最低失真、最高分辨率、串行接口、更高的通道集成度和更寬的帶寬。低功耗不僅在基站等始終保持接通的系統中很重要，在空氣流動(dòng)有限或根本沒(méi)有空氣流動(dòng)、以及排列緊密的機箱中也很重要，對便攜式應用當然也重要。打盹和停機模式可以進(jìn)一步降低功耗。在某些點(diǎn)上，降低 ADC 的功耗導致收益遞減，在這些地方，ADC 驅動(dòng)器比 ADC 本身消耗的功率還大。凌力爾特公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)了新的方法，可用來(lái)降低整個(gè)信號鏈路的功耗。例如，延長(cháng) SAR ADC 的采樣時(shí)間，就可以使用穩定速度慢得多但功耗更低的驅動(dòng)器。另一種僅在凌力爾特 SAR ADC 中使用的方法是數字增益壓縮 （DGC），這種方法去掉了驅動(dòng)器放大器的負電源，同時(shí) ADC 的分辨率一點(diǎn)都不損失。消除負軌降低了信號鏈路的總體功耗，并簡(jiǎn)化了設計。

　　由于凌力爾特的 SAR ADC 架構具備自動(dòng)斷電功能，所以功率隨采樣率線(xiàn)性變化，因此器件采樣速率越低，消耗的功率就越低。用一個(gè)沒(méi)有最低采樣率要求的真正無(wú)延遲 SAR ADC，單次采樣操作可用來(lái)降低功耗，從而甚至在冗長(cháng)的空閑周期之后， ADC 也能進(jìn)行準確的測量。

　　減小 ADC 驅動(dòng)器必須驅動(dòng)的輸入范圍，也可以大幅降低信號鏈路的功耗。如果輸入范圍加倍，那么噪聲指數就增大 6dB，放大器所需的功率就提高 4 倍。就一個(gè)給定的驅動(dòng)器而言，較小的 ADC 輸入范圍會(huì )產(chǎn)生較低的互調失真 （IMD） 分量。

　　較大的輸入范圍用來(lái)實(shí)現較高的 ADC SNR 性能，但是較大的輸入范圍未必產(chǎn)生較佳的輸入參考噪聲，這在紅外線(xiàn)、X 射線(xiàn)成像、細胞分選儀等低功率、高準確度應用中是很重要的。人們希望得到低輸入參考噪聲，因為這可以為應用提供好得多的有效分辨率或無(wú)噪聲代碼分辨率。在對以下二者進(jìn)行輸入參考噪聲比較時(shí)，出現了有趣的結果：一個(gè)是具備 8Vp-p 輸入范圍的 16 位 10Msps SAR ADC，另一個(gè)是具備 2.1Vp-p 輸入范圍的凌力爾特 16 位 20Msps 流水線(xiàn) ADC。比較發(fā)現，后者在功耗幾乎為 SAR ADC 一半的情況下，輸入參考噪聲僅為 46μVrms （而前者為 75μVrms）。

　　較低功耗的 ADC 及其能降低信號鏈路總體功耗的有關(guān)功能為很多手持式產(chǎn)品帶來(lái)了競爭優(yōu)勢，使這些產(chǎn)品的電池在兩次充電之間能運行更長(cháng)時(shí)間。很多應用現在可以升級，以利用分辨率更高、采樣速度更快的器件，同時(shí)降低系統的總體功耗。這簡(jiǎn)化了前端設計，所需的增益級更少，濾波要求也更低。過(guò)采樣也可以發(fā)現一些較低速率 ADC 可能發(fā)現不了的細節，例如重疊或畸形脈沖。已經(jīng)從這種可用性能提高中受益的應用包括手持式測試設備、醫療成像、光譜儀、平版印刷、風(fēng)速計、固態(tài)照明、工業(yè)傳感器、功率計和可編程邏輯控制器，等等。如需更多有關(guān)凌力爾特提供的低功率 ADC 詳細信息