模拟集成电路设计系列博客——7.1.6 多比特SAR ADC

7.1.6 多比特SAR ADC

我们目前讨论的逐次逼近型ADC在每个周期都通过单次的比较将搜索空间一分为二。这个搜索可以通过在每个周期进行多次比较来实现加速，每次将搜索空间切分为更小的区域。例如，如果我们想要猜测一个1到128之间的数时，我们除了提问“这个数是否大于64”，还可以同时提问“这个数是否大于32”以及“这个数是否大于96？”通过连续问这三个问题，我们可以将整个搜索空间进行四等分。我们会知道这个数字在1-32，33-64，65-96以及97-128区间之一，因此我们可以一下完成两次二分搜索。在模拟电路中，我们可以通过三个并行的比较器来完成操作。结果上，我们只需要原来一半的时钟周期就可以完成A/D转换，因此可以将采样速度增加两倍。但是注意这样做需要使用三个比较器（并且可能需要三个电容阵列）而不是一个。下图展示了多比特逐次逼近的流程图：

自然而然地，这个方式可以被拓展到每周期执行任意次比较，但是为了每周期能够找出\(L\)比特，比较器需要以\(2^L-1\)的速度增长，因此比特位数需要比限制在较少的数量。