模拟电路系列文章-ADC驱动电路

news2024/9/20 5:58:26

文章目录

- 概要
- 整体架构流程
- 技术名词解释
- 技术细节
- 小结

概要

提示：这里可以添加技术概要

模数转换器(Analog to Digital Convertor，ADC)将模拟量转变成数字量，是电学测量、控制领域—个极为重要的部件。
一个模拟电压信号，在进入ADC 的输入端之前，一般都需要增加一级驱动电路(Driver]。但是，也有一些ADC，它具有“设计极为贴心”的输入端，就无需在前级增加驱动电路了。因此︰给ADC输入端增加驱动电路是必须的，除非你确保驱动电路是不必要的。

整体架构流程

提示：这里可以添加技术整体架构

例如：
在语言模型中，编码器和解码器都是由一个个的 Transformer 组件拼接在一起形成的。

技术名词解释

提示：这里可以添加技术名词解释

例如：

Bert
GPT 初代
GPT-2
GPT-3
ChatGPT

技术细节

提示：这里可以添加技术细节

例如：

1.为什么？

为什么要加这个ADC驱动电路,一般总结来说有5点：

1.输入范围调整

任何一个ADC，都有输入电压范围。当实际输入电压超出此范围，将引起ADC转换失效。而被转换的信号，并不能保证在此范围内，这就需要 ADC驱动电路将其调整到合适的范围之内。
输入范围调整，包括对信号的增益改变，以及直流电平移位两个功能。数学表示为︰
y = kx + b
其中×为原始输入信号（就是没有增加驱动电路之前的)——它的变化范围一定不是ADC期望的，或者超出了范围，或者太小，让ADC使不出全部力量。y为驱动电路产生的信号。而k和b，则是驱动电路实现的功能，对原始信号实施k倍放大，然后移位b。
例如，原始输入信号骑在OV上，幅度为0.1V，而 ADC的输入电压范围是0~5V。则原始输入信号最大值为0.1V，最小值为-0.1V，需要驱动电路实施如下功能︰放大5V/(200mV-25倍，移位2.5V，即:
y = 25x ＋2.5
此时，驱动电路输出的最大值为5V，最小值为0V，信号既不超限，又能最大限度发挥ADC的能力。当然，为了更加保险，一般会留有一些裕量，可以将25倍改为20倍，则最大值变为4.5V，最小值为0.5V，ADC会感觉舒服，并且足够安全。
在双电源供电情况下，前级信号输出一般都会骑在0V之上，这导致×信号有正有负。而绝大多数ADC不能接受负输入信号——如果可以，一般价格都比较高。此时，驱动电路就充满了存在价值。

2.输入类型转换

原始输入信号的输出类型有两种︰单端型、差分型，而 ADC 的输入类型有三种︰单端型、全差分型和伪差分型。如果两者不一致，会影响ADC性能发挥。这就需要类型转换电路，将类型和ADC输入保持一致。

例如一个电压信号，如果用两根线传输，且两线电位做相反变化，则此信号为差分信号。一个电压信号，如果用一根线传输，且默认地线为参考点，则此信号为单端信号。
ADC的输入端类型则稍复杂一些:
1)单端型∶它只有一个输入端Aw，实际输入信号为此输入端电压uIN。
2)全差分型︰它有两个完全对称的输入端Awr、AN.，对应的电压为uNr、uIN-，则实际输入电压为，unv.减去uN-。
3)伪差分型∶它有两个不对称的输入端An.、An.，对应的电压为un、uwn.，则实际输入电压为，uw.减去un。关键是，Aw:端，允许输入信号满幅度变化，而Aw.端，像受欺负一样，只被允许小幅度变化。
本节重点阐述单端型和全差分型ADC，暂不涉及伪差分型ADC。
是常见的两种输入类型转换。左边将差分信号转换成单端信号，适应于单端型ADC，右边电路将单端信号转换成差分信号，适应于后面的全差分ADC。
有两点注意︰第一，左边电路可以用另外一种方法实现，即将差分信号的一个端子直接接入单端ADC。第二，两个电路中，可以发现，输入都是骑在0V上的信号，而输出都变成了大于V0的信号（骑在某个正电压上)，以适应于多数只能接受正电压输入的ADC。