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運放(運算放大器)的應用-ADC子產品

作者:蛋蛋二少爺

運放的開環電路如下圖,其輸出可以用公式:Vout = (V+ - V-)*Aog 表示。其中,Aog是開環電路的放大倍數,稱之為運放的開環增益,該參數是非常大的,一般都是上萬的。

運放(運算放大器)的應用-ADC子產品

把上圖分解一下,可以了解成一個加法器和一個放大器的邏輯。

運放(運算放大器)的應用-ADC子產品

由于Aog是非常大的,任何的輸入都會給幾乎無限放大,是以一般不會直接應用開環電路;但是,有一個例外就是運算放大器作為比較器使用,但比較器的輸出一般都限制了最大值和最小值,進而表示邏輯1和邏輯0.

除此之外,運放還有閉環負回報、閉環正回報的應用,後續再學習。

比較器在大多産品中都會有使用,其中一個就是ADC電路。

有一種叫做逐次比較型ADC,就是采用了比較器的原理實作了模拟量的測量。

運放(運算放大器)的應用-ADC子產品

上圖可以看出,SAR ADC中還包含了一個DAC,用于實作對輸入電壓的檢測功能。

基本原理是從高位到低位逐位試探比較,好像用天平稱物體,從重到輕逐級增減砝碼進行試探。逐次逼近法轉換過程是:初始化時将逐次逼近寄存器各位清零;轉換開始時,先将逐次逼近寄存器最高位置1,送入D/A轉換器,經D/A轉換後生成的模拟量送入比較器,稱為 Vo,與送入比較器的待轉換的模拟量Vi進行比較,若Vo<Vi,該位1被保留,否則被清除。然後再置逐次逼近寄存器次高位為1,将寄存器中新的數字量送D/A轉換器,輸出的 Vo再與Vi比較,若Vo<Vi,該位1被保留,否則被清除。重複此過程,直至逼近寄存器最低位。轉換結束後,将逐次逼近寄存器中的數字量送入緩沖寄存器,得到數字量的輸出。

是以,在選擇SAR ADC的時候,采樣精度就是通過DAC子產品,對參考電壓進行的等差分解,比如,12bit精度的ADC,參考電壓是2.56v,采樣精度就是2.56v/4096=0.625mv,DAC子產品電壓變化的基本值是0.625mv.

ADC采樣過程需要的響應時間,就是内部DAC和比較器在逐次比較過程所花費的時間。

有機會再去深入學習了解吧!

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