ADC時(shí)延和建立時(shí)間的區別

　　對于大多數 ADC 用戶(hù)來(lái)說(shuō)，“時(shí)延”和“建立時(shí)間”這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)有時(shí)可以互換。但對于 ADC 設計人員而言，他們非常清楚這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)的區別，以及這些現象將會(huì )如何影響您的應用電路。ADC 用戶(hù)已注意到這兩個(gè) ADC 特性會(huì )對他們的電路產(chǎn)生一些影響，這是一個(gè)不爭的事實(shí)，但是，人們對于時(shí)延和建立時(shí)間普遍存在誤解，因此當一個(gè)系統設計人員絞盡腦汁地想要找出信號完整性問(wèn)題的時(shí)候，可能受挫。
　　無(wú)論轉換器采用一個(gè)SAR（逐次逼近寄存器）、流水線(xiàn)型還是 拓撲結構，ADC 時(shí)延均為從轉換器采集模擬信號到數字輸出字段準備檢索所花費的總時(shí)間量。時(shí)延，或者延遲，包括轉換時(shí)間及數字輸出時(shí)間，但不包括采樣時(shí)間。與一些產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)前幾頁(yè)所敘述的相反，時(shí)延不能為零。所有的 ADC 完成模數轉換都需要一定時(shí)間。

　　所有ADC 完成模數轉換均需要一定的時(shí)間

　　在最常見(jiàn)拓撲結構中，SAR ADC 具有最短的時(shí)延。在對輸入信號進(jìn)行采樣之后，大多數 SAR 轉換器在短短 1 個(gè)或 2 個(gè)時(shí)鐘周期內便開(kāi)始傳輸數字輸出字段。對于流水線(xiàn)型轉換器，數字輸出信號的時(shí)延取決于流水線(xiàn)型架構的內部級數量。流水 線(xiàn)型轉換器的時(shí)延為流水線(xiàn)型架構的全部?jì)炔考壨瓿赊D換所需的時(shí)間。流水線(xiàn)型轉換器的時(shí)延還取決于轉換器的精度，通常為 6 或 7 個(gè)時(shí)鐘周期。對 轉換器的時(shí)延進(jìn)行測量相對較困難。轉換器對輸入信號進(jìn)行多次采樣，同時(shí)將采樣結果發(fā)送至內部數字濾波器級。 轉換器的時(shí)延開(kāi)始于第一個(gè)采樣周期的開(kāi)端，一直到數字輸出數據檢索結束。ADC達到自身的延遲要求并不能確保就符合精度要求。

　　ADC 建立時(shí)間是一個(gè)截然不同的概念。建立時(shí)間是指轉換器的輸出匯聚至一個(gè)步進(jìn)輸入最終值所需的時(shí)間。SAR 轉換器的建立時(shí)間（以秒為計量單位）發(fā)生在采集周期內。請注意，該界定不包括外部輸入濾波器或者系統其它部分的建立時(shí)間。流水線(xiàn)型轉換器的建立時(shí)間與 SAR 轉換器的建立時(shí)間相似。在采集周期內流水線(xiàn)型轉換器對輸入信號進(jìn)行采樣。為了獲得精確的轉換，在獲得轉換模擬信號之前，輸入信號必須在模擬域中進(jìn)行足夠的調節，使之達到 ADC 精度水平。轉換器在這一點(diǎn)上不同于 SAR 和流水線(xiàn)型轉換器。ADC的內部數字濾波器建立時(shí)間能反映出數字濾波器的階數。通常，您是以周期為單位對ADC的建立時(shí)間進(jìn)行測量，這里的周期為一個(gè)步進(jìn)輸入匯聚至其最終值所需轉換的數量。

　　您可以從這一討論中得出一個(gè)結論，即 SAR 和流水線(xiàn)型轉換器的建立時(shí)間要優(yōu)于 ADC 的建立時(shí)間。但是，要從系統角度來(lái)看，而不是單獨的轉換器時(shí)，這樣才較為有效。在系統中，SAR 和流水線(xiàn)型轉換器需要一個(gè)外部模擬轉換器。在轉換器獲得信號之前，這種類(lèi)型的濾波器需要一定時(shí)間進(jìn)行調節。相比較而言，該濾波器是內置于 轉換器的。

　　致謝

　　在此，我要特別感謝德州儀器 (TI) 應用工程師 Michael Ashton，感謝他就 轉換器提出的真知酌見(jiàn)。

　　Bonnie Backer 現任 TI 高級應用工程師，并撰寫(xiě)了《A Baker’s Dozen：針對數字設計人員的真正的模擬解決方案》一書(shū)。如欲聯(lián)系作者，請發(fā)送郵件至 bonnie@ti.com。