华雄芯资讯：面向高精度测量 如何实现节能模数转换
电气工程中的一个典型应用是通过传感器记录物理量并转发给微控制器进行深入处理。此过程需要使用ADC将模拟传感器输出信号转换为数字信号。ADI在本文介绍了一种用于高精度测量应用的低功耗模数转换器(ADC)解决方案，即SAR-ADC或Σ-Δ ADC。因为在低功耗应用中，节省的每一毫瓦都将是有用的。
电气工程中的一个典型应用是通过传感器记录物理量并转发给微控制器进行深入处理。此过程需要使用ADC将模拟传感器输出信号转换为数字信号。ADI在本文介绍了一种用于高精度测量应用的低功耗模数转换器(ADC)解决方案，即SAR-ADC或Σ-Δ ADC。因为在低功耗应用中，节省的每一毫瓦都将是有用的。
与SAR-ADC相比，Σ-Δ ADC有一些优势。首先，它们通常具有更高的分辨率。此外，它们通常与可编程增益放大器(PGA)和通用输入/输出(GPIO)集成。因此，Σ-Δ ADC非常适合直流和低频高精度信号调理和测量应用。但是，由于固定过采样速率较高，Σ-Δ ADC通常功耗更高，在电池供电的应用中，会导致使用寿命缩短。
如果输入电压很小(即在毫伏范围内)，则必须先放大输入电压，以便ADC更轻松地进行管理。需要使用PGA模拟前端(AFE)连接小于10mV输出的电压。例如，为了将桥式电路的小电压连接到具有2.5V输入范围的Σ-Δ ADC，PGA必须具有250的增益。但是，由于噪声电压也被放大，这会导致ADC输入端的噪声变大。24位Σ-Δ ADC的有效分辨率因此被大幅降低到12位。不过，在某些情况下，无需使用ADC中的所有码值，有时进一步放大也无法再改善动态范围。Σ-Δ ADC的另一个缺点是，由于其内部复杂性，通常成本较高。
SAR-ADC的功能可分为两个阶段：数据采集阶段和转换阶段。基本上，在数据采集阶段，电流消耗很低。大多数SAR-ADC甚至会在转换间隙断电。转换阶段汲取的电流最多。功耗取决于转换率，并与采样速率成线性比例关系。对于针对慢速响应测量(即测量的量变化缓慢的测量，例如温度测量)的节能应用，应使用低转换率来保持电流汲取，从而降低损耗。图2显示了AD4003在不同采样速率下的功率损耗。在1kSPS时，功率损耗约为10µW;在1 MSPS时，已增加至10mW。
与这种慢速测量相比，Σ-Δ ADC具有过采样的优势，同时使用比输出速率高得多的内部振荡器频率。这使设计者能够将采样优化为速度较快、噪声性能较差;或者速度较低，而滤波、噪声整形(将噪声移至感兴趣测量区域之外的频带)及噪声性能较好。不过，这意味着与SAR-ADC相比，Σ-Δ ADC的功耗要高得多。许多Σ-Δ ADC的有效分辨率和无噪声分辨率均在其数据手册中有所提及，因此很容易比较权衡。
Σ-Δ ADC与PGA的组合以及SAR-ADC与仪表放大器的组合都适用于高精度测量应用中的信号转换。这两种解决方案的准确性差不多。不过，对于节能或电池供电的测量应用，SAR-ADC与仪表放大器的组合更好，与由PGA和Σ-Δ ADC组成的解决方案相比，其功耗和成本更低。此外，具有高增益的PGA通常会限制性能，因为噪声也会被放大。
电气工程中的一个典型应用是通过传感器记录物理量并转发给微控制器进行深入处理。此过程需要使用ADC将模拟传感器输出信号转换为数字信号。ADI在本文介绍了一种用于高精度测量应用的低功耗模数转换器(ADC)解决方案，即SAR-ADC或Σ-Δ ADC。因为在低功耗应用中，节省的每一毫瓦都将是有用的。
电气工程中的一个典型应用是通过传感器记录物理量并转发给微控制器进行深入处理。此过程需要使用ADC将模拟传感器输出信号转换为数字信号。ADI在本文介绍了一种用于高精度测量应用的低功耗模数转换器(ADC)解决方案，即SAR-ADC或Σ-Δ ADC。因为在低功耗应用中，节省的每一毫瓦都将是有用的。
与SAR-ADC相比，Σ-Δ ADC有一些优势。首先，它们通常具有更高的分辨率。此外，它们通常与可编程增益放大器(PGA)和通用输入/输出(GPIO)集成。因此，Σ-Δ ADC非常适合直流和低频高精度信号调理和测量应用。但是，由于固定过采样速率较高，Σ-Δ ADC通常功耗更高，在电池供电的应用中，会导致使用寿命缩短。
如果输入电压很小(即在毫伏范围内)，则必须先放大输入电压，以便ADC更轻松地进行管理。需要使用PGA模拟前端(AFE)连接小于10mV输出的电压。例如，为了将桥式电路的小电压连接到具有2.5V输入范围的Σ-Δ ADC，PGA必须具有250的增益。但是，由于噪声电压也被放大，这会导致ADC输入端的噪声变大。24位Σ-Δ ADC的有效分辨率因此被大幅降低到12位。不过，在某些情况下，无需使用ADC中的所有码值，有时进一步放大也无法再改善动态范围。Σ-Δ ADC的另一个缺点是，由于其内部复杂性，通常成本较高。
SAR-ADC的功能可分为两个阶段：数据采集阶段和转换阶段。基本上，在数据采集阶段，电流消耗很低。大多数SAR-ADC甚至会在转换间隙断电。转换阶段汲取的电流最多。功耗取决于转换率，并与采样速率成线性比例关系。对于针对慢速响应测量(即测量的量变化缓慢的测量，例如温度测量)的节能应用，应使用低转换率来保持电流汲取，从而降低损耗。图2显示了AD4003在不同采样速率下的功率损耗。在1kSPS时，功率损耗约为10µW;在1 MSPS时，已增加至10mW。
与这种慢速测量相比，Σ-Δ ADC具有过采样的优势，同时使用比输出速率高得多的内部振荡器频率。这使设计者能够将采样优化为速度较快、噪声性能较差;或者速度较低，而滤波、噪声整形(将噪声移至感兴趣测量区域之外的频带)及噪声性能较好。不过，这意味着与SAR-ADC相比，Σ-Δ ADC的功耗要高得多。许多Σ-Δ ADC的有效分辨率和无噪声分辨率均在其数据手册中有所提及，因此很容易比较权衡。
Σ-Δ ADC与PGA的组合以及SAR-ADC与仪表放大器的组合都适用于高精度测量应用中的信号转换。这两种解决方案的准确性差不多。不过，对于节能或电池供电的测量应用，SAR-ADC与仪表放大器的组合更好，与由PGA和Σ-Δ ADC组成的解决方案相比，其功耗和成本更低。此外，具有高增益的PGA通常会限制性能，因为噪声也会被放大。
#小威设计机器人##一品分享#【2022年广东省公益林LOGO设计大赛结果公布之三等奖作品欣赏】为全面展示广东省公益林体系建设新成效、新举措和新进展，广泛动员全民参与森林生态文化建设，今年4月，省林业局启动“广东省公益林LOGO，我描绘!”主题活动，面向全社会公开征集广东省公益林LOGO。
自征集发布启动以来，活动得到社会公众的广泛关注与积极参与，共收到来自广东、福建、安徽、湖南、广西、江西等多个省份共333位设计者的投搞，参与LOGO设计大赛的作品约350份。经过资料审查及三轮的专家评选，最终评选出一等奖1名，二等奖3名，三等奖6名。
三等奖：李 博，LOGO主要以“林”字作为主要元素，后将“林”与“树杆”相结合，每一根树枝都向上聚拢，给人以欣欣向荣的感觉，同时表达了广东公益林是广大广东人民共同参与建设的。（来源：广东林业，侵删）
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二等奖：李仲粤、经湛，此LOGO巧妙将树林的造型与人手牵手的造型相结合，暗示树林的种植以及成长离不开人的悉心呵护，同时也表明独木不成林，人从众，人多才能力量大，崇尚低碳绿色生活是我们每一个人应尽的一份力量。（来源：广东林业，侵删）
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