什么是差分ADC?


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差分模数转换器与常规ADC有何不同?

Answers:


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差分ADC将测量两个引脚(正负输入)之间的电压差。单端(“常规”)ADC将测量一个引脚与地之间的电压差。

可以配置许多差分ADC,以单端模式为您提供两倍的通道。例如,AD7265具有6个差分通道和12个单端通道。


在差动模式下,我大概应该说一半的通道数:)我在原始答案中添加了AD7265示例。此外,还有各种MUX + ADC系统(AD363 + AD364),具有16个单端输入或8个差分输入。
jluciani 2011年

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对我来说很奇怪。为什么要使用两个ADC来完成一个工作?差分方面可以通过便宜得多的运算放大器来解决。
endolith 2011年

双输入ADC方便您在需要同时完全采样两个信号的同时保持器件数量,尺寸和功耗低的便利。一个示例应用是立体声音频。
Mike DeSimone

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至于在差分输入击中ADC之前将其转换为单端:差分输入ADC的共模抑制性能比外部放大器版本好得多,因为它没有单端级来吸收噪声。并可以进行校准,以最大程度减少工厂的失调。最后,差分输入可以为单端输入提供6 dB的增益,因为该对的每个支路都可以通过整个输入电压范围(例如,使用5 V单电源轨,您可以从-5 V至5 V,而不仅仅是0至5 V)。
Mike DeSimone

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这类似于您的双迹线示波器,它为您提供两条单端迹线(使用每个探头的接地夹)或两个探头的一条差分迹线(X-Y模式,忽略接地)。
卡兹(Kaz)

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常规ADC在0V至AVcc的范围内对其输入进行采样,其中AVcc通常是可配置的(5V,2.56V,用户输入等)。

差分ADC将较低的参考电压从0V转换为其他值-用户输入是第二个模拟输入,也可以是内部参考。这对于测量具有较大DC偏移的小信号很有用-例如,测量2.5-2.6V范围内的100mV变化。

低于偏移的电压读数取决于硬件-可以给出负读数,绝对值或零。

一个典型的应用是在称重传感器中,该传感器在某些直流偏移下的电压变化很小。


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就像其他人所说的,每个信号都有两个输入,其中一个从另一个中减去。

这为您提供了更高的信噪比,因为

  • 最大输入电平高6 dB
  • 两个输入的不相关噪声合计仅高3 dB
  • 它消除了任何共模噪声。(例如,如果ADC的接地电压相对于被测物的接地发生波动,则两个输入将一起上下移动,这将被抵消。如果两个输入均由同一运放驱动,并且它的一些电源噪声同时进入两个输出,这些噪声将被抵消等等。)

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没有参考文献就很难确切地说出您在说什么,但是我猜您正在谈论的是具有差分对输入的ADC。

差分对是很漂亮的东西,可让您在不增加电源和引起额外噪声的情况下将感知的电压摆幅加倍。从本质上讲,这两条线不是完全相对于地面,而是完全相反。当一条线的电压为+ 1.3V时,另一条线的电压为-1.3V。任一对地的电压仅为1.3V,但是由于ADC转换了这些信号上的电压差,所以您有2.6V。

我假设您正在谈论采样差分信号的ADC。

差分对用于限制感应电压的场合。以太网和USB均发出差分信号。许多RF信号差分。如果您在Google上进行搜索,则会发现很多详细信息。


差分信令减少了发射其他物体中的干扰量。具有差分输入的平衡线减少干扰量拿起其他东西。它们通常是结合在一起的,但不一定必须结合在一起。
endlith'7

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好吧,如果您在差分对的接收端,那么这样做是为了抗干扰。如果您在发射端,通常是出于发射和/或抗干扰性的考虑。我想我还不够清楚。
akohlsmith

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尚未提及的另一点是,设计为将0-3伏信号解析为1毫伏精度(12位)的典型ADC,当试图解析一个0.1伏差分信号时,其精度可能不会比1毫伏好。两伏共模信号(例如,它可能具有8位有用的精度),而设计用于解析小差分信号的ADC将能够表现出更好的性能;可以为此目的设计一个12位ADC,以便在0.1伏信号下提供12位有用的精度,而不必设计为在较大信号上提供16位精度。


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差分ADC是一个两端设备。原则上,它取两个端子上的电压之差并将其转换为2的补码二进制数。我想说这种类型的ADC用于在GND附近变化的信号是很常见的,因为从原理上讲,负转换在这种情况下具有含义。单端ADC是一种单端设备,通过将其与内部基准电压(例如地)进行比较,将电压转换为二进制数字。通常,这些传感器用于输出线性电压的传感器,该电压与其检测的现象成比例。


只是为了阐明ADC作为数字数据输出的方式与模拟电路的实现方式无关。例如,TI ADS8519是差分ADC,允许用户选择直接二进制或二进制补码输出。
spade78 2011年

@ spade78我猜想是“直二进制”,您的意思是“无符号二进制”,对吗?
vicatcu 2011年

没有那么多带符号或无符号,更像是位代码如何映射到电压。在ADS8519中,将直接二进制定义为将二进制0映射到负轨,将二进制32768表示为0V,将二进制65535(其16位器件)映射到正轨。
spade78 2011年

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某些设备允许您选择编码,通常在有符号和无符号之间选择。有趣的事实:他们通常所做的只是反转高位。
Mike DeSimone
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