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我们还没有完成 PGA-SAR 系统和 △-∑ 转换器之间的比较。在我最后一篇文章(《ADC 吞吐时间:SAR转换器 与 △-∑ 转换器的比较》)中,我们比较了这两种系统的吞吐时间。文中,我们得出了这样的结论:PGA-SAR 系统和我们所研究△-∑转换器的吞吐时间非常接近;70 ksps和 24 ksps 在内。您在电子邮件中称这种差异如此微小,小到没有任何差别。什么是最好的系统?这种评估,看起来像是旗鼓相当,但在精确度方面呢?

 
您会在系统是否可以(平均而言)产生正确的输出值方面想到精确度。您可以利用DC规范(例如:补偿、增益和线性等)来最为贴切地对精确度进行描述。在这种评估中,您应该使用系统设备的最小和/或最大规范值。
 
您可以使用下列公式计算 PGA-SAR 的参考输入 (RTI) 偏移误差 您也可以用类似的方法,计算系统的 RTI 增益误差和线性误差。
 
一般而言,您可以利用和的方根 (RSS) 计算方法,将不相关的 DC 误差、偏置增益、偏移量和线性组合在一起。注意,您应该把这些误差归因为系统输入。利用下列公式,您可以组合 DC 误差来确定系统的总不可调误差 (TUE):
 
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总之,随着增益的增加,SAR-ADC 的精确度即 TUE 变得糟糕。其意义可能并非立刻显现,但需记住有两个因素在起作用。增加 PGA 增益,让系统输入满量程电压范围和我们的 12 位系统的实际电压 LSB 大小降低,同时 OPA ADC 的绝对电压误差减少。不幸的是,PGA 偏置电压误差保持恒定。
 
让我们把这种讨论同△-∑转换器的TUE特性进行对比。您中的许多人在这次 EDN 系列期间回复了电子邮件,对我之前发表的《冒一次险,去掉那些比特吧!》文章中所提问题(PGA-SAR 和 △-∑ 转换器哪种最好?)的答案进行了回答。许多读者都认为△-∑转换器在这次比较中获胜。
 
正如所有其他 ADC 一样,△-∑转换器产生偏置、增益和线性DC误差。过程增益与△-∑转换器对模拟增益与 PGA-SAR 电路运用之间的关键区别是,偏置误差不乘以过程增益。另一方面,增益和线性误差与过程增益增加成反比例关系。最终结果是TUE随过程增益的增加而降低。但是,FSR 百分比TUE保持恒定。
 
有时,理论难讲,而事实更容易理解。为了更容易讨论,表 1 列举了顶级 PGA-SAR 系统对比先进 △-∑ 转换器的数据。
 
1 将基线数据同 PGA-SAR 系统和 △-∑ 转换器的TUE性能对比。
 
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1 中,PGA-SAR 系统的器件为 PGA116(可编程增益放大器)、OPA351(运算放大器)和ADS7886(12 位 ADC)。△-∑转换器为ADS1158(24 位ADC)。

在特定的精确度评估中,我们发现两个系统都没有 12 位精确度水平性能,但是 PGA-SAR 组合一般较 △-∑ 转换器更加精确。我对您们找到两个具有相当吞吐速率的系统(其中,在其全部增益范围内 PGA-SAR 系统的精确度一般低于 △-∑ 转换器)表示怀疑。逛逛 TI E2ETM社区,您可以参加其他数据转换器讨论:https://e2e.ti.com/cn/forums/default.aspx?GroupID=10。

 

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