逐次逼近型AD

逐次逼近型AD

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逐次逼近型ADC

其工作原理可用天平秤重过程作比喻来说明。若有四个砝码共重15克，每个重量分别为8、4、2、1克。设待秤重量Wx = 13克，可以用下表步骤来秤量：

首先把待称重的重物放在托盘上，在另外一边的托盘上首先放上8克的砝码，8克砝码小于待测物体总重13克，所以保留该砝码；

第二步将4克砝码放在托盘上，砝码总重为8+4=12克，小于待测物体总重，所以也保留；

第三步将2克砝码放在托盘上，砝码总重为8+4+2=14克，大于待测物体总重，所以将2克砝码撤除；

第四步将1克砝码放在托盘上，砝码总重为13克，等于待测物体总重，所以保留；

最后得到待测物体为13克。

AD的转换过程与上述过程类似，每次加载砝码的过程受到一个时钟

脉冲CP的控制，在AD中不存在砝码，而是采用DA转换器的输出做为上面例子中砝码的重量，而比较器就是天平。其工作流程框图如下图所示：

今以四位逐次逼近型ADC为例(设输入电压Ux=5.52 V，D/A转换器的参考电压UR=－8 V)，分析其转换过程。

第一个脉冲CP到来时，使逐次逼近寄存器的最高位d3置1，其余位为0，即寄存器状态d3d2d1d0=1000,由式(9.4.1)得D/A转换器的输出电压为

因Uo<Ux，故比较器输出低电平，d3位置的1被保留。

第二个脉冲CP到来时，使逐次逼近寄存器的次高位d2置1，后两位为0，即寄存器状态d3d2d1d0=1100,此时D/A转换器的输出电压

Uo=8/16×12=6 V，因Uo>Ux,故比较器输出高电平，d2位置的1被取消变为0。

第三个脉冲CP到来时，d1置1，此时寄存器状态d3d2d1d0=1010，D/A转换器的输出电压Uo=8/16×10=5 V，因Uo<Ux，故比较器输出低电平，d1位置的1被保留。

第四个脉冲CP到来时，d0置1，此时寄存器状态d3d2d1d0=1011，D/A转换器的输出电压Uo=8/16×11=5.5 V，因Uo<Ux,故比较器输出低电平，d0位置的1被保留。这样，经过四个脉冲就完成了一次转换，将输入的5.52 V模拟电压转换为数字量1011。

上例中转换误差为0.02 V。误差取决于转换器的位数，位数越多，误差越小。