傅立叶和傅红雪

微软体感游戏外设Kinect拆解分析3 - SAR ADC

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日本9级大地震导致电子元器件行业风声鹤唳,真假砖家纷纷表态。由于电力缺失及损毁等原因,据信这次地震对高速芯片所需的基板封装材料BT树脂影响最大,缺货或涨价潮会在下个季度显现。即使苹果这样的大佬为iPad2大手笔采购元器件做库存也可能受到触摸屏短缺的影响,那么对于其它厂家来讲不做二手准备,不考虑second source就面临更大的困境。

下面来看看Kinect中有哪些元器件可以被取代,当然纯技术原理分析,不考虑价格和封装。

ADS7830是TI公司的8位8通道的SAR模数转换器(顺便八卦一下TI,凭借四处收购的晶圆厂,德州仪器大幅度甩开了模拟领域的竞争对手,福兮祸之所伏,此次大地震最悲催的也是TI,刚刚收购的晶圆厂遭受了巨大损失),查阅一下ADI亚德诺的网站就会发现ADI有颗类似的芯片AD7298,10位8通道的SAR模数转换器。

 

 

TI公司ADS7830结构框图

ADS7830

ADI公司AD7298结构框图

AD7298


相同点:

SAR ADC是模数转换设计的一个基础电路,它的基本结构如图所示。它主要有四个部分组成:

 

SAR ADC block diagram


1. 处理输入信号Vin的采样保持电路
2. 比较Vin和内部DAC输出的模拟电压比较器
3. 提供DAC输入的逐次逼近寄存器
4. 内部参考数模转换器

绿色的线代表模拟输入电压,红色的线代表接过DAC后反馈至比较器的计算值。

SAR ADC利用二进制搜索算法,将n位的寄存器首先设置到量程的中点,即把最高有效位MSB设为1,这样的话VDAC的输出就是ADC参考电压的一半Vr/2。如果Vin大于VDAC,比较器输出就是逻辑高或“1”,MSB保持为“1”;相反,如果Vin小于VDAC,比较器输出就是逻辑低,寄存器的MSB位被清零。接下来SAR控制逻辑开始对下一位进行同样的操作,循环此过程直至最低有效位LSB。LSB确定后转换流程也就结束了,输出寄存器内就是最终的n位转换值。

从SAR ADC的结构原理就知道它的缺点是速度慢,即使内部频率很高,但是逐次逼近的过程导致无法马上得到输出值。它的优点在于低功耗、高分辨率、高精度以及小尺寸。


差异点:


ADS7830/I2C接口  AD7298/SPI接口
ADS7830/8位  AD7298/10位
ADS7830/TSSOP-16  AD7298/20-lead LFCSP