闪速 ADC 电阻梯
N 位闪速(并行)ADC:2N 个电阻组成的参考电阻梯为 2N−1 个比较器提供阈值。计算各比较器阈值(可选 ½ LSB 偏移)、LSB、电阻梯电流与功耗,并给出任意输入电压的温度计码与输出码。
电路原理图
输入参数
计算结果
点按结果可复制数值;支持输入 4.7k、100n、2u2 等工程写法
计算公式
比较器数 = 2N − 1,电阻数 = 2N,LSB = VREF / 2N
阈值:Vk = k · LSB(k = 1 … 2N−1)
½ LSB 偏移:Vk = (k − ½) · LSB(最下电阻 R/2,最上电阻 3R/2)
Iladder = VREF / (2N·R),P = VREF² / (2N·R)
原理与说明
闪速(Flash)ADC 是速度最快的 ADC 结构:输入同时送到 2N−1 个比较器,每个比较器与电阻梯上的一个参考电压比较,一次比较即得到结果。低于输入的阈值对应的比较器全部输出 1,形成"温度计码",再由优先编码器转成 N 位二进制码。
特点
- 转换只需一个比较器延迟 + 编码延迟,可达 GS/s,常用于示波器、雷达、高速 SerDes 以及其他 ADC(如流水线 ADC)的子级。
- 代价是比较器数量随位数指数增长:8 位要 255 个比较器,因此 Flash ADC 一般 ≤ 8 位。
- 电阻相等时阈值在 k·LSB,量化为截断(0 ~ +1 LSB 误差);把最下电阻改为 R/2、最上为 3R/2,阈值移到 (k−½)·LSB,误差变为 ±½ LSB("中点"量化)。
原理图以 3 位为例(7 个比较器,用 LM358 运放示意,实际应选高速比较器);实时仿真中输入为 0→VREF 三角波,可观察 T1…T7 依次翻转。