集成ADC架构详解：高精度与应用趋势

ADC (Analog-to-Digital Converter)架构的发展历程中，集成ADC起到了关键作用。在早期的基本计数ADC架构基础上，通过集成技术和计数方法的创新，诞生了高精度的双斜率、三斜率和四斜率ADC。这些ADC设计的主要目标是提高转换精度，尤其是在高分辨率的应用中，比如数字电压表，它们在50Hz和60Hz的线路纹波抑制方面表现出色。 双斜率ADC是一种经典设计，如MT-026所述，它在计数器启动时同时接收输入信号并进行积分。经过预设的时间T后，一个相反极性的基准电压被施加到积分器，形成一个反向斜坡。这种设计使得转换精度与积分电容和时钟频率独立，能够有效抑制模拟输入噪声，只需合理选择积分周期T，就能有效地滤除特定频率的干扰，如50Hz和60Hz的交流电源噪声。 四斜率ADC在此基础上进一步发展，通过额外的充电/放电循环来确定零点和满量程，从而实现数字校正，抵消了偏置电流、积分放大器失调电压和比较器误差以及增益误差，提高了整体转换的准确性。 三斜率ADC则是在速度提升和精度保持之间找到了平衡。它在两个不同的积分速度下完成基准电压的积分，一个高速度用于大部分转换，而“游标”速度用于精细的线性度调整。这种设计显著提高了转换速度，但同时也增加了系统复杂性，需要精心设计以确保线性和微分线性的特性。 尽管集成Σ-Δ型ADC因其高分辨率而广泛流行，集成ADC仍然在许多精密应用中占据一席之地，因为它们提供了紧凑的封装和卓越的性能。集成ADC的发展不仅推动了ADC技术的进步，而且在实际应用中不断优化，满足了不同领域对于精确、快速和可靠的模拟信号数字化的需求。