模擬積體電路設計系列部落格——7.1.6 多位元SAR ADC

sasasatori發表於2024-06-14

7.1.6 多位元SAR ADC

我們目前討論的逐次逼近型ADC在每個週期都透過單次的比較將搜尋空間一分為二。這個搜尋可以透過在每個週期進行多次比較來實現加速,每次將搜尋空間切分為更小的區域。例如,如果我們想要猜測一個1到128之間的數時,我們除了提問“這個數是否大於64”,還可以同時提問“這個數是否大於32”以及“這個數是否大於96?”透過連續問這三個問題,我們可以將整個搜尋空間進行四等分。我們會知道這個數字在1-32,33-64,65-96以及97-128區間之一,因此我們可以一下完成兩次二分搜尋。在類比電路中,我們可以透過三個並行的比較器來完成操作。結果上,我們只需要原來一半的時鐘週期就可以完成A/D轉換,因此可以將取樣速度增加兩倍。但是注意這樣做需要使用三個比較器(並且可能需要三個電容陣列)而不是一個。下圖展示了多位元逐次逼近的流程圖:

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自然而然地,這個方式可以被擴充到每週期執行任意次比較,但是為了每週期能夠找出\(L\)位元,比較器需要以\(2^L-1\)的速度增長,因此位元位數需要比限制在較少的數量。

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