目前最快的A/D是閃速型，由于采用純并行結(jié)構(gòu)所以速度是非?？斓牟蓸铀俾矢哌_(dá)1.5Gsps（比如MAX104/MAX106/MAX108），但是閃速ADC分辨率每增加1位，比較器數(shù)量就增加1倍，同時(shí)每個(gè)比較器的精度必須增加1倍所以一般很少見(jiàn)到超過(guò)8位的，12位及高于12位的ADC還沒(méi)有商用化（價(jià)格和功耗也是個(gè)問(wèn)題）。

這里準(zhǔn)備測(cè)試的電路采用的是一種流水線結(jié)構(gòu)，假設(shè)閃速型的速度為1個(gè)比較器的速度那么這種流水線結(jié)構(gòu)的速度為采樣位數(shù)的倒數(shù)，比如這種8位A/D的速度為閃速型速度的1/8，電路上只需8個(gè)比較器及輔助電路。另外還可以采用運(yùn)放來(lái)實(shí)現(xiàn)，輔助電路將更精簡(jiǎn)成本更低，不過(guò)速度將受到運(yùn)放的限制，如果采用串行模式則運(yùn)放只需一到兩個(gè)。

用報(bào)廢的PCB板搭了一個(gè)四位AD轉(zhuǎn)換電路，電路的輸入包括電源、地及信號(hào)線。采用級(jí)聯(lián)的方式，n位AD需n級(jí)目前的實(shí)驗(yàn)板單板為兩級(jí)。

                                                 圖1-1 實(shí)驗(yàn)電路1

實(shí)驗(yàn)板中AD的基準(zhǔn)設(shè)置為5V，采樣精度為5/2^4=0.3125V ，如上圖1.167V的輸入電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)為0011。

                                                 圖1-2 實(shí)驗(yàn)電路2

3.955V輸入電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)為1101。

實(shí)現(xiàn)四位AD共用了四顆lm358芯片，測(cè)量精度上受非軌到軌及電阻精度的影響。

前段時(shí)間買(mǎi)了幾顆TS3022IST高速比較器，由于某些原因最近收到。這款比較器的典型響應(yīng)時(shí)間是9nS可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)MHz級(jí)的采樣速度，目前替換掉圖1-2實(shí)驗(yàn)電路2后AD電路能正常工作并未出現(xiàn)震蕩情況，明天準(zhǔn)備實(shí)測(cè)一下這塊四路AD的最高采樣速度。

實(shí)測(cè)TS3022IST的延遲時(shí)間是32nS左右，查看數(shù)據(jù)手冊(cè)TP_LH 和TP_HL 的典型值是33nS ，跟實(shí)測(cè)基本一致，見(jiàn)下圖。

         圖1-3 TS3022IST高速比較器延遲時(shí)間

購(gòu)買(mǎi)芯片的網(wǎng)站上標(biāo)注的典型響應(yīng)時(shí)間9nS不知該怎樣理解。

選用這款芯片實(shí)現(xiàn)8位AD的單次采樣時(shí)間是33nS*8=264nS，最大采樣率為1000/264=3.8MS/S。

這種AD電路的設(shè)計(jì)思路如下：

                                                   圖1-4-1 測(cè)量未知溶液高度

待解決的問(wèn)題是找出一未知溶液的高度并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量表示。這里用的方法是采用不同規(guī)格（數(shù)字規(guī)律）的量筒來(lái)進(jìn)行測(cè)量。

步奏1將未知高度的溶液倒入高度為8的量筒，

                                                 圖1-4-2  測(cè)量步奏1

如圖1-4-2 未知高度溶液裝滿高度為8的量筒，說(shuō)明溶液高度大于8,高度8這一位置為高電平。

步奏2將剩余溶液倒入量筒高度為4的量筒

                                                         圖1-4-3 測(cè)量步奏2

如圖1-4-3 剩余的未知高度溶液已全部倒入高度為4的量筒中，因量筒中溶液未滿，4這一位置為低電平。

步奏3因高度為4的量筒溶液未滿所以要繼續(xù)填后面的量筒（每個(gè)量筒只能有空或滿這兩種狀態(tài)）。

                                                圖1-4-4 測(cè)量步奏3

如圖1-4-4剩余的溶液剛好填滿高度為2的量筒，2這一位置為高電平。

步奏4因剩余的溶液為零高度為1的量筒是空的所以該位為低電平，最終得到的結(jié)果為1010轉(zhuǎn)換成模擬量就是10，至此完成對(duì)未知高度溶液的模數(shù)轉(zhuǎn)換。

上述過(guò)程模擬的是4位ＡＤ轉(zhuǎn)換需要４個(gè)步奏，對(duì)于ｎ位ＡＤ轉(zhuǎn)換則需ｎ個(gè)步奏（最快的閃速型ＡＤ只需一個(gè)步奏）。

根據(jù)此原理設(shè)計(jì)一個(gè)ＡＤ電路也非常簡(jiǎn)單，幾顆比較器芯片加幾個(gè)電阻就可以。不過(guò)從圖中看ｎ位ＡＤ需ｎ種規(guī)格的量筒，在電路中這量筒就是基準(zhǔn)源意味著ｎ位ＡＤ需要ｎ個(gè)基準(zhǔn)源，這對(duì)于測(cè)量精度和成本來(lái)說(shuō)都不利，所以要在此電路基礎(chǔ)上改進(jìn)一下只用一個(gè)基準(zhǔn)源。

思路不比電路更重要？只怕上傳了電路影響了思路。

                                     圖1-5 簡(jiǎn)易版高速AD電路

上面的電路就是設(shè)計(jì)思路的一種實(shí)現(xiàn)方法也是實(shí)驗(yàn)板電路的原理圖，這個(gè)電路離實(shí)用還有一些距離，可有建議意見(jiàn)？