一个模拟数字转换器（ADC）是一种类型的设备，帮助我们来处理数字的角度来看，混乱的现实世界的数据。为了了解诸如温度，湿度，压力，位置等现实世界的数据，我们需要传感器，所有这些传感器都测量某些参数，并以电压和电流的形式返回电信号。由于当今我们的大多数设备都是数字设备，因此有必要将这些信号转换为数字信号。这就是ADC的来源，尽管那里有许多不同类型的ADC，但是在本文中，我们将讨论一种最常用的ADC类型，称为逐次逼近ADC。。在早期的文章中，我们借助Arduino讨论了ADC的基础，您可以检查一下您是否是电子领域的新手，并且想了解有关ADC的更多信息。
什么是逐次逼近型ADC？
的逐次逼近ADC为低成本介质高分辨率应用选择的ADC，所述的SAR ADC的分辨率为8 - 18个比特，取样速度高达每秒（Msps的）5兆样本。而且，它可以以小尺寸，低功耗的形式构建，这就是为什么这种ADC用于便携式电池供电的仪器的原因。
顾名思义，该ADC应用二进制搜索算法转换值，这就是内部电路可能以几个MHZ运行的原因，但由于逐次逼近算法的缘故，实际采样率要低得多。我们将在本文后面讨论更多有关它的内容。
逐次逼近ADC的工作
封面图像显示了基本逐次逼近ADC电路。但是，为了更好地理解其工作原理，我们将使用它的4位版本。下图恰好显示了这一点。
如您所见，该ADC由一个比较器，一个数模转换器，一个逐次逼近寄存器以及控制电路组成。现在，无论何时开始新的对话，采样和保持电路都会对输入信号进行采样。然后将该信号与DAC的特定输出信号进行比较。
现在，假设采样的输入信号为5.8V。 ADC的基准电压为10V。转换开始时，逐次逼近寄存器将最高有效位设置为1，将所有其他位设置为零。这意味着该值变为1、0、0、0，这意味着对于10V参考电压，DAC将产生5V值，该值是参考电压的一半。现在，该电压将与输入电压进行比较，并基于比较器的输出，将改变逐次逼近寄存器的输出。下图将对其进行更多说明。此外，您可以查看通用参考表以获取有关DAC的更多详细信息。以前我们在ADC和DAC上进行过许多项目，您可以查看这些项目以获取更多信息。
这意味着，如果Vin大于DAC的输出，则最高有效位将保持不变，而下一位将被设置以进行新的比较。否则，如果输入电压小于DAC值，则最高有效位将被设置为零，而下一位将被设置为1以进行新的比较。现在，如果您看到下图，则DAC电压为5V，并且小于输入电压，因此最高有效位之前的下一位将被设置为1，而其他位将被设置为零，该过程将持续到最接近输入电压的值达到。
这就是逐次逼近ADC一次改变1位以确定输入电压并产生输出值的方式。无论该值在四个迭代中是多少，我们都将从输入值中获取输出数字代码。最后，下面显示了四位逐次逼近型ADC的所有可能组合的列表。
逐次逼近型ADC的转换时间，速度和分辨率
转换时间：
通常，我们可以说，对于一个N位ADC，将需要N个时钟周期，这意味着该ADC的转换时间将变为-
Tc = N x Tclk
* Tc是转换时间的缩写。
并且与其他ADC不同，该ADC的转换时间与输入电压无关。
由于我们使用的是4位ADC，为避免混叠效应，我们需要在4个连续的时钟脉冲之后进行采样。
转换速度：
这种类型的ADC的典型转换速度约为2-5兆样本每秒（MSPS），但很少有可以达到10（MSPS）的。一个示例是Linear Technologies的LTC2378。
解析度：
这种类型的ADC的分辨率大约为8-16位，但是有些类型可以达到20位，例如Analog Devices的ADS8900B。
逐次逼近型ADC的优缺点
这种ADC比其他ADC具有许多优势。它具有高精度和低功耗，但是易于使用且等待时间短。等待时间是指信号采集开始的时间，以及可以从ADC提取数据的时间，通常此等待时间以秒为单位。但也有一些数据手册将此参数称为转换周期，在特定的ADC中，如果可在一个转换周期内提取数据，则可以说它具有一个对话周期延迟。如果数据在N个周期后可用，则可以说它具有一个转换周期延迟。SAR ADC的主要缺点是其设计复杂性和生产成本。
SAR ADC的应用
由于这是最常用的ADC，因此可用于许多应用，例如可植入患者体内的生物医学设备，因此使用这些类型的ADC，因为它消耗的功率非常少。此外，许多智能手表和传感器都使用这种类型的ADC。
总而言之，我们可以说这类ADC的主要优点是低功耗，高分辨率，小尺寸和精度。这种类型的字符使其适用于集成系统。主要限制可能是采样率低以及构建此ADC所需的零件（ADC和DAC）都必须非常精确地工作才能获得准确的结果。