使SAR ADC退出关断或待机模式 - 逐次逼近型ADC：确保首次转换有效

　　使 SAR ADC退出关断或待机模式

　　为了节能，有些SAR ADC会在空闲时进入关断或待机模式。在首次转换开始前，要确保ADC退出该低功耗模式。例如， AD7606 系列即提供了两种节能模式：完全关断和待机。这些模式由GPIO引脚STBY 和RANGE进行控制。

　　根据图6所示，当STBY 和RANGE返回高电平时，AD7606从完全关断进入正常工作模式，并配置为±10-V的范围。此时， REGCAPA、REGCAPB和REGCAP引脚上电至数据手册所述的正确电压。在进入待机模式时，上电时间约为 100 μs，但在外部基准电压源模式下，这需要大约13 ms。从关断模式上电时，经过所需的上电时间后，必须施加RESET信号。数据手册将上电与RESET上升沿之间所需时间规定为 tWAKE-UP SHUTDOWN。

　　

　　图 6 AD7606 初始化时序

　　带延迟的 SAR ADC

　　人们普遍认为，SAR ADC 没有延迟，但有些 SAR ADC 确实存在延迟以便更新配置，因此，在经过延迟时间（可能为数个转换周期）之前，第一个有效转换代码可能未定义。

　　例如，AD7985 拥有两种转换工作模式：turbo和正常。Turbo模式（支持最快的转换速率，最高可达2.5 MSPS）不会在转换间关断。turbo模式下的第一次转换含有无意义的数据，应该予以忽略。另一方面，在正常模式下，第一次转换是有意义的。

　　对于 AD7682/AD7689，上电后的前三个转换结果未定义，因为在第二个EOC之前，不会出现有效的配置。因此，需要两次伪转换，如图 7 所示。

　　

　　图 7 AD7682/AD7689 的通用时序

　　当在硬件模式下使用 AD765x-1 时，在 BUSY 信号下降沿对 RANGE 引脚的逻辑状态进行采样，以决定下一次同步转换的模拟输入范围。在有效的 RESET 脉冲之后，AD765x-1 将默认在±4 × VREF 范围内工作，无延迟问题。然而，如果 AD765x-1 工作于±2 × VREF 范围内，则必须利用伪转换周期在 BUSY的第一个下降沿选择范围。

　　另外，有些SAR ADC（如AD7766/AD7767过采样SAR ADC）有后数字滤波器，结果会导致更多延迟。当将模拟输入多路复用至这类ADC时，主机必须等到数字滤波器完全建立后才能获得有效转换结果；经过该建立时间后，方可切换通道。

　　如表 2 所示，AD7766/AD7767 的延迟为 74 除以输出数据速率 （74/ODR）的商值。在运行于最高输出数据速率 128 kHz 时， AD7766/AD7767 支持 1.729 kHz 的多路复用器开关速率。

　　表 2 AD7766/AD7767的数字滤波器延迟

　　数字接口时序

　　最后，但同样重要的是，主机可以通过一些常见的接口选项（如并行、并行 BYTE、IIC、SPI 和菊花链模式下的 SPI）来访问 SAR ADC 的转换结果。要得到有效的转换数据，必须确保遵循数据手册中的数字接口时序规格。

　　结论

　　为了获得 SAR ADC 的第一个有效转换代码，务必遵循本文讨论的建议。可能还需要其他具体配置支持；请查看目标 SAR ADC 数据手册或者应用笔记，了解关于第一个转换周期开始之前初始化的相关内容。

　　参考文献

　　Kester， Walt. Data Converter Support Circuits. Chapter 7， Data Conversion Handbook.

　　Kester， Walt. “Which ADC Architecture Is Right for Your Application？” Analog Dialogue， Volume 39， Number 2， 2005.

　　Walsh， Alan. “Front-End Amplifier and RC Filter Design for a Precision SAR Analog-to-Digital Converter.” Analog Dialogue， Volume 46， Number 4， 2012.

　　作者简介

　　
Steven Xie ［[e-mail]］2011年3月加入 ADI北京分公司，担任ADI中国设计中心的ADC应用工程师。他负责中国市场精密ADC产品的技术支持工作。在此之前，他曾在Ericsson CDMA团队做过四设计人员。2007 年，Steven毕业于北京航空航天大学，并获得通信与信息系统硕士学位。