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www.eetchina.com为 了 清 楚 地 了 解 Σ-ΔADC 的 工 作 原 理 , 我 们 首 先 考 察 积 分 器 的 输 入 端 , 它 必 须对 长 时 间 积 分 保 持 为 零 。 它 对 短 时 间 的 跳 变 应 将 其 转 化 成 斜 坡 。 当 参 考 支 路 的 输出 幅 度 变 化 到 与 输 入 支 路 的 幅 度 相 同 时 其 积 分 平 均 值 为 零 , 接 着 用 比 较 器 的 输 出对 它 起 作 用 。 当 将 参 考 支 路 切 换 到 后 续 电 容 时 , 比 较 器 输 出 为 逻 辑 “1”。 电 容充 电 后 对 积 分 器 反 相 积 分 , 以 便 对 积 分 器 施 加 负 参 考 电 压 。 因 此 当 输 入 端 施 加 高电 压 时 会 产 生 大 量 的 逻 辑 “1”, 同 样 频 繁 地 施 加 正 ( 负 ) 参 考 电 压 。 由 后 面 的数 字 滤 波 器 转 换 的 由 “1” 组 成 的 数 据 流 生 成 数 字 量 。 标 准 的 Σ-ΔADC 将 未 知电 压 与 已 知 电 压 进 行 比 较 , 通 常 与 两 个 已 知 的 ( 通 常 是 相 等 的 ) 电 容 器 进 行 比 较 。因 此 实 际 上 比 较 的 是 电 荷 。 如 果 两 个 电 压 都 已 知 ( 在 本 例 中 使 用 的 是 相 等 的 电压 ), 那 么 可 以 用 公 式 Q=C×U 比 较 电 容 。 另 外 , 还 必 须 对 输 入 支 路 施 加 一 个同 步 的 电 压 信 号 , 如 图 2 所 示 的 原 理 图 。Vref+/-CrefB电 容 传 感 器ACint片 外激 励 电 压积 分 器比 较 器图 2: 电 容 数 字 转 换 器电 容 数 字 转 换 器 有 许 多 优 点 。 由 于 它 与 Σ-ΔADC 有 密 切 的 联 系 , 所 以 可 以 采 用和 修 改 Σ-ΔADC 具 有 的 一 些 众 所 周 知 的 特 性 。 这 些 特 性 包 括 很 高 的 噪 声 抑 制 能力 、 在 极 低 频 率 下 具 有 高 分 辨 率 、 高 精 度 低 成 本 以 及 抗 电 磁 干 扰 等 外 部 影 响 的 鲁棒 性 。Σ-ΔADC 几 乎 毫 无 例 外 地 具 有 类 似 的 输 入 结 构 , 以 便 对 具 体 的 测 量 任 务采 用 各 种 不 同 的 结 构 , 例 如 特 别 低 的 电 流 输 入 、 最 大 精 度 或 较 高 的 截 止 频 率 。 进一 步 考 察 图 2 我 们 会 发 现 更 多 的 优 点 。 在 初 始 的 测 量 值 中 寄 生 电 容 不 起 作 用 。 寄生 电 容 在 节 点 A 处 趋 近 于 0, 具 有 零 电 位 。 在 节 点 B 处 不 为 0, 但 是 向 它 提 供 一个 确 定 的 低 阻 电 位 , 因 此 该 节 点 的 寄 生 电 容 会 充 电 到 平 均 值 而 不 会 影 响 测 量 结果 。 从 节 点 A 到 节 点 B 之 间 的 寄 生 电 容 总 是 与 测 量 元 件 并 联 , 并 且 总 是 作 为 失调 电 压 出 现 。AD7745 是 首 款 CDC, 它 提 供 24 bit 分 辨 率 和 16 bit 精 度 。 它 具 有 大 约 50 aF分 辨 率 和 2 fF ( 经 过 校 准 的 ) 精 度 。 参 考 电 容 具 有 严 格 规 定 的 温 度 系 数 , 因 此可 将 其 用 作 内 置 温 度 传 感 器 既 可 用 于 提 高 测 量 精 度 , 也 可 用 作 参 考 电 容 。