АЦП последовательного приближения: структура и функционирование

- аналоговый компаратор (выполнен на базе операционного усилителя (ОУ))

DAC – цифро-аналоговый преобразователь

Shift Register – сдвиговый регистр - используется для формирования выходного значения АЦП

SAR (Successive Approximation Register) - регистр последовательного приближения - осуществляет алгоритм последовательного приближения, генерируя текущее значение кода, подающегося на вход ЦАП (по тактовому сигналу)

Основное отличие данной схемы от АЦП ступенчатого преобразования заключается в том, что счетчик заменен SAR. Поэтому вместо того чтобы инкрементировать свое значение, SAR изменяет его путем перебора бит от самого старшего (MSB) к самому младшему (LSB). В следствие этого начальное значение на выходе DAC равняется половине опорного напряжения АЦП (), т.к. MSB выставлен в 1 (N-битовый регистр внутри SAR соответствует разрядности DAC, т.е. тоже N-bit) – 100…00. В процессе отсчета происходит сравнение значения сигнала на входе АЦП () и на выходе DAC ().

1) Если больше чем , то на выходе компаратора высокий уровень напряжения или 1, и MSB N-битного регистра остается равным 1. Наоборот, если меньше, чем , то на выходе компаратора низкий уровень напряжения, или 0, и значение MSB сбрасывается в 0.

2) Далее берется следующий бит, устанавливается в 1 и происходит следующее сравнение. Т.е. если ранее MSB был 1, и больше текущего сигнала, то будет установлен в , если меньше текущего сигнала, то будет установлен в

3) Шаг 2 продолжается до тех пор, пока не будет достигнут LSB.

По достижении LSB операция преобразования считается завершенной и N-битное число находится в SAR.

Следует также отметить, что SAR способен возвращать последовательно по одному биту за раз, что исключает необходимость в использовании сдвигового регистра. Во временно разрезе операция последовательного приближения выглядит следующим образом: