利用Delta-Sigma型ADC带来的好处

作为一个应用工程师，我花了很多时间来使客户相信，Delta-Sigma型模拟数字转换器（ADC）或DSM将会成为他们的特殊应用中最好的选择。而他们则提出了各种各样的理由来解释为什么他们更喜欢逐次逼近型ADC。

本人得出了以下结论，他们更喜欢逐次逼近型ADC，是因为他们根本不了解DSM是怎样工作的，这可能是因为DSM既有模拟又有数字的设计。这是令人遗憾的，因为从历史的角度来看，DSM的发展正在逐渐并直接地得到了解。

如果你有一个数字模拟转换器（DAC），一个比较器，及一些逻辑电路，你就可以构建一个ADC。逻辑电路决定了解决问题的速度。逐次逼近型注册器（SAR）采用了逻辑电路进行二进制搜索，以迅速地得到答案。

当逻辑电路成本较高时，一种便宜但较慢的方法是为DAC连接一个计数器。需要的唯一逻辑是将计数器重置为零以及将其连续增加，直到DAC的值与输出电压相等。这个DAC/逻辑组合产生了一个模拟斜坡。

模拟组合是形成斜坡的一个低成本的方法。其最简单的形式由一个电流源和一个电容组成。电流源对电容充电，得到斜坡电压:

进行重置时，电流源对电容充电，产生一个线性斜坡，它从0开始，最终达到输入电压的值（图1）。这时，比较器的输出变低，输入电压转换为脉冲宽度。测量出它的宽度，能得知输入电压值。参考时钟可以轻松地测出这个时间（图2）。

发出重置信号时，每过一个时钟循环计数器就会增大，直到比较器的输出升高，计数器就不再打开。重置线的上升极值锁存了该数据。现在这个锁存数据包含计数的脉宽值。输入电压和计数器的值之间的关系为：

计数器的值与输入电压成正比。1nA的电流源，0.1uF的电容，及1MHz的时钟，1V的输入得到的计数值为100。在1970s前期，这是一种非常流行的ADC方法。最有可能的是，电流源将来自Siliconix，数字逻辑电路则由74xx晶体管-晶体管逻辑（TTL）集成电路组成。 单斜坡的局限性

单斜坡的ADC有几个局限性。输入信号斜坡中的任何噪音都可能引起到比较器转换的抖动，这类ADC的分辨率实际上是限制在8-10位。你可以用10位以上来计数脉冲宽度，但是增加的分辨率会产生噪音。更重要的是，精确度依赖于电流源（10%），电容（5%）和时钟（0.1%）的公差。

这类ADC必须进行校准，因为这些元件的值随温度的变化而变化，在工作过程中应该定期地重新校准。如果分辨率足够，那么校准会令人满意，这就是你所需的很好的ADC。这并不适用于大多数的应用，所以这种新的技术必须要得到进一步地发展。