间接型 ADC

在上一章中，我们讨论了什么是 ADC 以及直接型 ADC 的示例。本章讨论间接型 ADC。

如果 ADC 通过间接方法执行模拟到数字的转换，则称为间接型 ADC。一般来说，它首先将模拟输入转换为时间(或频率)的线性函数，然后产生数字(二进制​​)输出。

双斜率 ADC 是间接型 ADC 的最佳示例。本章将对此进行详细讨论。

双斜率 ADC

顾名思义，双斜率 ADC 通过使用双斜率技术为相应的模拟输入产生等效的数字输出。

双斜率 ADC 的框图如下图所示 −

双斜率 ADC 主要由 5 个模块组成：积分器、比较器、时钟信号发生器、控制逻辑和计数器。

双斜率 ADC 的工作原理如下 −

• 控制逻辑重置计数器并启用时钟信号发生器，以便在收到启动命令信号时将时钟脉冲发送到计数器。

• 当收到启动命令信号时，控制逻辑推动开关sw连接到外部模拟输入电压$V_{i}$。此输入电压应用于积分器。

• 积分器的输出连接到比较器的两个输入之一，比较器的另一个输入连接到地。

• 比较器将积分器的输出与零伏(地)进行比较并产生输出，该输出应用于控制逻辑。

• 计数器每时钟脉冲加一，其值将为二进制(数字)格式。当达到最大计数值后增加时，它会向控制逻辑产生溢出信号。此时，计数器的所有位都只有零。

• 现在，控制逻辑推动开关sw连接到负参考电压$-V_{ref}$。该负参考电压应用于积分器。它会去除存储在电容器中的电荷，直到它变为零。

• 此时，比较器的两个输入都为零伏。因此，比较器向控制逻辑发送信号。现在，控制逻辑禁用时钟信号发生器并保留(保持)计数器值。计数器值与外部模拟输入电压成比例。

• 此时，计数器的输出将显示为数字输出。它几乎相当于相应的外部模拟输入值 $V_{i}$。

双斜率 ADC 用于将模拟输入转换为其等效数字(二进制​​)数据时精度更为重要的应用中。