串行模数转换器

　　串行ADC和串行DAC一样执行串行操作直到转换完成。我们将分析分别称为单斜率和双斜率的两种结构。图10.6-1给出了单斜率串行ADC的结构框图。这种转换器包括一个斜波发生器、一个时间间隔计数器、一个比较器、一个与门和一个产生输出码字的计数器。转换周期开始时，模拟输入信号被采样、保持并送到比较器的同相端。计数器被复位，时钟同时加到时间间隔计数器和与门上。
　　在第一个时钟脉冲到来时，斜波发生器开始对基准电压VREF进行积分。如果临比斜波发生器的初始输出大，则连到比较器反相端的斜波发生器的输出开始上升。因为v比斜波发生器的输出大，比较器输出高电平， 并且加到与门上的每个时钟脉冲引起输出端的计数器计数最后，当斜波发生器的输出等于v晶时，比较器的输出降为低电平，输出计数器被禁止。代表输出计数器状态的二进制数现在可以转换成要求的码型。

nīymnT-1VREFVT.斜坡输出发生器VT计数器vin复位间隔输出0-'计数器nT0T时钟1J17

图10.6-1 单斜率串行 ADC的结构框图单斜率ADC有多种不同的实现方法。

例如，可以用逻辑电路来取代时间间隔计数器以检测比较器输出状态，此电路还可在斜波发生器的输出大于xīn时复位斜波发生器。串行ADC的优点为工作简单。单斜率 ADC 的缺点是其性能受斜波发生器误差的影响，并且是单极性的。另一个缺点是如果输入电压接近VeB,则需要很长的转换时间。最坏情况的转换时间为2NT,其中T是时钟周期。

　　第二种串行ADC被称为双斜率转换器。图10.6-2 给出了一个双斜率ADC的结构框图。这种结构的主要优点是消除了转换过程对斜率的线性度和精度的依赖。最初，m等于0，输入被采样V并保持(在这种方法里， 唱必须是正的)。转换过程从复位正积分器开始， 它对一个正电压(没有表示出来)进行积分直到积分器的输出等于比较器的阈值电压。V。接着，开关1闭合， 唱在NREP个时钟周期内进行积分。图10.6-3给出了转换过程。可以看到V处的电压斜率和v的幅度成比例。在t=t时电压tV=(t1)的值为：