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基于SAR ADC的双通道逐次逼近寄存器设计与实现

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简介:
本文介绍了一种基于SAR架构的双通道ADC的设计与实现方法,详细探讨了其工作原理、性能指标及实际应用。 完成逐次逼近逻辑的逐次逼近寄存器(SAR)在逐次逼近模数转换器(ADC)中的设计至关重要,它控制着整个SAR ADC的正常运行。本段落提出了一种新型且结构简单的无冗余码SAR架构,在一次AD转换中基于同一组时钟序列信号同时完成两路12位数据(即24位数据)信号的逐次逼近转换和存储。 该设计采用CSMC 0.5微米CMOS工艺,并通过全原理图输入方法实现,从而最大程度地简化了电路结构和面积。此方案不仅提高了效率,还使开关功耗降至最低水平。

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  • SAR ADC
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    本文介绍了一种基于SAR架构的双通道ADC的设计与实现方法,详细探讨了其工作原理、性能指标及实际应用。 完成逐次逼近逻辑的逐次逼近寄存器(SAR)在逐次逼近模数转换器(ADC)中的设计至关重要,它控制着整个SAR ADC的正常运行。本段落提出了一种新型且结构简单的无冗余码SAR架构,在一次AD转换中基于同一组时钟序列信号同时完成两路12位数据(即24位数据)信号的逐次逼近转换和存储。 该设计采用CSMC 0.5微米CMOS工艺,并通过全原理图输入方法实现,从而最大程度地简化了电路结构和面积。此方案不仅提高了效率,还使开关功耗降至最低水平。
  • 将十进制小数转换为二进制MATLAB代码 - Digital-Calibration-of-SAR-ADC(SAR)ADC...
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    本项目提供了一段MATLAB代码,用于将十进制小数转化为二进制表示,适用于SAR ADC校准算法的研究与开发。 十进制小数转二进制的MATLAB代码用于SARADC(逐次逼近寄存器)数字校准。该部分包含以下文件: - 一个可执行文件,用于自动测试ADC模型并输出其动态性能及平均能耗。 - Liu等人提出的一种流行的SARADC架构的行为模型文件。 - 快速傅立叶变换(FFT)文件,用以评估SARADC行为模型的动态表现。 - Hodiewindow函数文件,为进行FFT所需的窗函数提供支持。 - 函数Err_compare模拟在SAR过程中发生的决策错误。 - 新上传的常规SARADC体系结构的行为模型文件。 - 提出冗余算法的行为模型文件(该算法旨在减少误差)。 - 实现完整加法器功能的文件,用于完成必要的数学运算。 - SAR算法行为模型文件,由Shen等人提出并发表于[4]中。 - 一个将十进制数值转换为二进制表示的功能文件。 另外,“电荷重新分配理论”在PDF文档中有详细的解释。对于拆分结构,请参考下图:多余冗余是一种减轻误差的方法。
  • 12位ADC转换
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    本设计探讨了一种12位逐次逼近型ADC(SAR ADC)转换器的开发过程。通过优化算法和结构改进,实现高精度与低功耗的有效结合,适用于多种数据采集系统。 本段落介绍了12位逐次逼近寄存器型ADC转换器的设计方法及关键技术。
  • 了解ADC
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    逐次逼近型ADC是一种常用的模数转换器,通过比较电压的方式将模拟信号逐步量化为数字信号。其原理简单、速度快、分辨率高,在数据采集系统中应用广泛。 这是一份不错的资料,希望能对大家有所帮助!为什么要求超过20个字符呢?嘿嘿。
  • 12位ADC转换.doc
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    本文档详细介绍了一种12位逐次逼近型ADC(SAR ADC)转换器的设计流程与技术细节,包括架构选择、电路设计以及性能优化策略。 SAR ADC的基本结构如图1所示,包括采样保持电路(S/H)、比较器(COMPARE)、数/模转换器(DAC)、逐次逼近寄存器(SAR REGISTER)以及逻辑控制单元(SAR LOGIC)。模拟输入电压VIN通过采样保持电路进行采集并保存。为了执行二进制搜索算法,首先由逻辑控制单元将N位寄存器设置在中间位置,即最高有效位MSB被置为“1”,其余各位均设为“0”。此时DAC输出的电压VDAC等于参考电压VREF的一半。 比较器会对比VIN和VDAC。如果VIN大于VDAC,则比较器输出一个“1”信号;反之,若VIN小于VDAC,则比较器给出的是“0”信号。随后根据比较结果调整寄存器中MSB的状态,并且逻辑控制单元移至次高位进行下一次的设置与比较操作,直至最低有效位LSB完成对比为止。 当所有位置都完成了相应的比较过程之后,本次转换结束,N位的结果会被保存在寄存器内。这些数据即代表了输入模拟信号转化成数字形式后的代码值。
  • STM32F407 ADC采样程序(
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    本程序为STM32F407微控制器设计,采用寄存器直接操作实现双通道模拟信号同步采集。适合需要精确控制硬件底层细节的高级用户与开发者研究使用。 在STM32F407的寄存器版本中配置ADC1进行双通道采样,并设置了ADC1的通道11和通道12。采集到的数据通过DMA传输,然后通过串口打印出来。
  • MATLAB代码
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    本项目提供了一种基于块逐次凸逼近算法的MATLAB实现方案,适用于解决非凸优化问题。通过迭代方式逐步将原问题转化为一系列易于求解的凸子问题进行处理,旨在提高计算效率和结果精度。 块逐次凸逼近(Block Successive Convex Approximation, BSCA)算法是一种高效的优化方法,在处理大规模、非凸问题方面尤为有效。它通过将原问题分解为多个较小的凸子问题,逐步解决这些子问题来接近全局最优解。 在Matlab环境中,BSCA的应用广泛存在于信号处理、图像处理和机器学习等领域,因为这些问题常常面临复杂的非凸优化挑战。 本代码实现的BSCA算法主要涉及以下几个关键知识点: 1. **非凸优化**:这类问题是数学优化中的难题之一。由于可能存在多个局部极小值点,目标是找到全局最优解。BSCA提供了一种有效的策略来解决此类问题。 2. **凸优化**:BSCA的核心思想在于将一个复杂的非凸问题转化为一系列易于处理的凸子问题,在每次迭代中构建目标函数的一个近似,并求出该近似的最优解。 3. **块结构**:“块”是指变量的不同分组。算法一次只解决一到几个这样的“块”,这有助于减少计算复杂性,同时保证了优化过程的稳定性。 4. **交替方向乘子法(ADMM)**:这是一种常用的优化技术,在某些情况下与BSCA有相似之处。一些实现中可能使用ADMM框架来逐步逼近解。 5. **Matlab编程**:作为一种强大的科学计算环境,Matlab特别适合数值优化和算法开发。在BSCA的Matlab实现过程中会利用其内置优化工具箱以及矩阵运算功能。 6. **迭代过程**:BSCA包括初始化、迭代及停止准则三个主要步骤,在每次迭代中更新块变量直至满足预设条件,如达到最大迭代次数或误差阈值。 7. **线性规划(LP)与二次规划(QP)**:在每一次BSCA的迭代过程中,可能会遇到需要求解的线性和二次优化问题。Matlab提供了相应的函数来处理这些问题,例如`fmincon`和`quadprog`。 8. **性能评估**:代码中可能包含了一些用于比较不同迭代次数下结果的功能模块,以验证算法收敛性及解决方案质量。 9. **可扩展性**:BSCA的灵活性体现在它能够适应各种规模与复杂度的问题。通过调整块大小和优化策略,可以处理不同类型的数据集。 10. **源码软件开发**:理解并掌握这段代码有助于开发者定制自己的优化算法或将其与其他工具箱结合使用以解决特定领域内的复杂问题。 BSCA-mr文件可能包含了一个完整的BSCA实现,包括主函数、辅助函数和示例数据。用户可以通过调用这些功能模块,并输入自己特有的优化任务来观察算法运行结果。通过深入学习这段代码,你可以掌握如何在实际项目中应用块逐次凸逼近方法解决非凸问题的技巧与策略。
  • STM32F407ADC采样程序(版).zip
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    本资源提供基于STM32F407微控制器的双通道ADC采样程序源代码。采用寄存器直接编程方式,适用于需要深入了解硬件底层操作的学习者和开发者。 在STM32F407的寄存器版本中配置了ADC1进行双通道采样,使用的是ADC1的通道11和通道12。采集的数据通过DMA传输到串口,并打印出来。
  • 入门级8位SAR ADC电路 第三款适合初学者SAR ADC,附带电路文件及详尽说明
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    本资源提供一款适用于初学者的入门级8位逐次逼近型SAR ADC电路设计方案,包含完整电路图与详细的设计文档。 这是一款8bit逐次逼近型SAR ADC电路设计成品,适合新手学习使用。项目包括完整的电路文件和详细的设计文档。 该ADC采用SMIC 0.18微米工艺制造,为单端结构,并且以3.3V供电工作。其整体采样率为500k,能够实现基本的模数转换功能。设计中未进行动态仿真,但提供了各模块单独仿真的结果。
  • 18位SAR ADC
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    本文详细探讨并实现了基于18位精度的逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)的设计方案,包括架构选择、电路优化及测试验证等过程。 本段落介绍了逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)的结构,并分析了影响ADC性能的主要因素。设计了一种基于二进制加权电容阵列的数字校准算法,同时采用比较器自动失调校准技术来实现高性能SAR ADC的设计。仿真结果显示,在120ksps 的采样率下精度可达18位。 随着高分辨率图像、视频处理及无线通信等领域的快速发展,对高速、高精度且基于标准CMOS工艺的可嵌入式ADC的需求日益增长。对于迅速发展的片上系统集成技术而言,低功耗和小面积的可嵌入ADC模块已成为数模混合信号IC设计中的关键要素。随着技术的进步,这种需求愈发显著。