分立比较器/DAC组合解决数据采集问题

 

以下讨论验证了一个被现存A/D转换器应用所忽略的选择：有些条件下采用分立的比较器和D/A转换器更容易实现A/D转换。这种替代方案通常采用不同的测试方法，但是具有低成本、高速度、更大灵活性以及更低功耗等优点。

　　瞬态电压分析

　　捕获快速幅度变化事件(瞬态)的“强力”技术就是采用处理器支持的高速ADC和RAM对其进行简单量化(图1)。单触发事件可能必须采用这种方法，因为需要获取瞬态细节。然而，如果瞬态是重复性的，则可采用DAC/比较器的方法测量它们的峰值幅度及其它特性(图2)。

　　比较器的一个输入引脚由DAC设置判定电平，瞬态信号施加到另一个输入。通过调整DAC输出可确定峰值瞬态幅度。超越门限时，采用数字锁存捕获比较器的输出响应。仅需要比较器输入支持瞬态带宽，任意长的DAC输出建立时间并不会影响测量精度。这样，在模拟域可用低成本DAC和比较器代替昂贵的ADC。

　　

 

　　图1 采用“强力” 法进行瞬态分析，ADC电路耗电大且价格昂贵

　　

 

　　图2 如果图1应用可接受对幅度进行重复测量，用DAC/比较器组合替代ADC可省电并降低成本。

　　需注意的是，在监视模拟电压时必须考虑容限。许多自诊断设备监视系统电压、温度以及其它模拟量，容限值在软件中设置。然而，如果这种比较由比较器实现，设置值由DAC提供，这样可减轻处理器负荷，因为只需要读取一位来表示超限状态。

　　这种技术(模拟域比较)与ADC技术(数字域比较)具有相同精度，对于一个设置点时，可通过简单比较实现，为什么还要对整个值进行量化?必须提及的一种情况是：如果与几个设置点进行比较时，例如报警上限/下限和关断的下限/上限电平，可选择ADC，否则需要4路DAC和4个比较器。