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跟踪 ADC:上/下计数器实现快速连续信号转换

基于计数器-DAC 转换器的第三种变体,在我看来最优雅。不再用常规“向上”计数器驱动 DAC,改用上/下计数器。

计数器持续运行,上/下控制线由比较器输出驱动。模拟输入超过 DAC 输出时计数器切换为向上计数;反之 DAC 输出更高则向下计数。无论哪种情况,DAC 输出实时跟随输入信号。

跟踪 ADC:上/下计数器实现快速连续信号转换

因计数器从不复位,二进制输出每个时钟脉冲更新,无需移位寄存器在周期结束时锁存计数。

关键优势是速度:转换器可达数 MHz 采样率,无复位开销。

跟踪 ADC:上/下计数器实现快速连续信号转换

图示更新时间远快于其他计数型 ADC。曲线开始处,计数器必须“追赶”模拟信号突变,变化率与第一代计数 ADC 相当。输出平滑坡升而非从零跳变,区别于计数器型和逐次逼近 ADC。

但二进制输出从不静止;即使输入完全稳定,每个时钟脉冲仍在相邻计数间翻转——称为比特抖动。这对期望稳定输出的数字系统可能成问题。

可插入移位寄存器,仅当计数值变化两步或以上时锁存输出,缓解比特抖动。设计检测连续两次同向计数的电路需些许巧思,但收效显著。

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