虽然当时趋势悉数会集一个方向——规划者需求运用A/D转化器时一般选定一个集成的A/D转化器（ADC）。大多数工程师并没有意识到还有下降ADC性价比的其它替代计划。而模仿比较器、D/A转化器（DAC）和信号处理一同刚好便是构成逐次迫临ADC的中心电路。
在某些特定范畴，分立比较器/DAC的运用十分遍及。主动测验设备、核脉冲反应堆高度监测器以及主动化时域反射计等，一般都选用这种技能，DAC用于驱动比较器的一个输入，另一个输入由被监测信号驱动。接下来是通用测验问题以及特定办法的挑选，事实上，此刻选用比较器/DAC组合比选用现成的ADC更受欢迎。
瞬态电压剖析
捕获快速起伏改动事情（瞬态）的“强力”技能便是选用处理器支撑的高速ADC和RAM对其进行简略量化（图1）。单触发事情或许有必要选用这种办法，因为需求获取瞬态细节。但是，假如瞬态是重复性的，则可选用DAC/比较器的办法丈量它们的峰值起伏及其它特性（图2）。
比较器的一个输入引脚由DAC设置断定电平，瞬态信号施加到另一个输入。经过调整DAC输出可确认峰值瞬态起伏。逾越门限时，选用数字锁存捕获比较器的输出呼应。仅需求比较器输入支撑瞬态带宽，恣意长的DAC输出树立时刻并不会影响丈量精度。这样，在模仿域可用低本钱DAC和比较器替代贵重的ADC。
图1 选用“强力” 法进行瞬态剖析，ADC电路耗电大且价格贵重
图2 假如图1运用可承受对起伏进行重复丈量，用DAC/比较器组合替代ADC可省电并下降本钱。
需留意的是，在监督模仿电压时有必要考虑容限。许多自确诊设备监督体系电压、温度以及其它模仿量，容限值在软件中设置。但是，假如这种比较由比较器完成，设置值由DAC供给，这样可减轻处理器负荷，因为只需求读取一位来表明超限状况。
这种技能（模仿域比较）与ADC技能（数字域比较）具有相同精度，关于一个设置点时，可经过简略比较完成，为什么还要对整个值进行量化？有必要提及的一种状况是：假如与几个设置点进行比较时，例如报警上限/下限和关断的下限/上限电平，可挑选ADC，不然需求4路DAC和4个比较器。
由DAC构建简略的ADC
便携式仪器受本钱和尺度约束，有些状况下可以运用DAC完成A/D转化功用。例如，蜂窝电话和医疗电子一般选用DAC调整LCD对比度电压（图3）。有时可经过简略添加一个比较器和开关，监督温度或电池电压（如上所述）。那么现有DAC可履行两种使命，在DAC履行模仿至数字转化时封闭显现器。作为另一种替代计划，由模仿开关和电容构成的简略采样/坚持电路（图4）可在A/D转化期间坚持LCD的对比度电压。
图3 该电路常见于便携仪器
图4 对图3添加两个比较器，由DAC完成ADC功用，节省本钱。
别的一种办法便是用一个低本钱双路DAC替代现有单路DAC。双路DAC中的一路用于发生LCD对比度电压，另一路用于构成ADC。不管单路仍是双路，都需求DAC和比较器支撑快速、驱动DAC的简略程序，以及对比较器采样来完成逐次迫临。
规划考虑
DAC和比较器的结合十分简略。信号作用到比较器的同相输入端，DAC供给的数字可编程门限作用到反相输入端。只需信号比门限值大，比较器就会发生逻辑高电平输出。但在运用时有必要留意几个方面：
为保证准确的门限电平，考虑到比较器的输入偏置电流以及份额网络，DAC的直流输出阻抗应很小。在超低功耗电路中更应留意，DAC的输出阻抗或许高达10kΩ。
DAC的另一个要求是低沟通输出阻抗。不然，比较器输出的高速数字信号的压摆率经过布线寄生电容耦合，将发生输入瞬态改动，导致自激并下降精度。假如答应献身必定的树立时刻，可在比较器输入端添加一个旁路电容来下降DAC的沟通输出阻抗。DAC输出扩大器的大电容负载可导致不安稳或振动，但这个问题可在DAC输出串联一个电阻加以批改。
比较器的首要问题是滞回。大多数比较器电路带有滞回，以防止噪声和振动，但运用滞回时有必要慎重——它会形成门限值随输出而改动。假如体系可对受输出状况影响的滞回进行补偿，可以承受这种装备；不然，应当防止滞回。
假如选用的比较用具有内部滞回而且不能制止，可保证DAC输出总是在相同方向迫临比较器门限，这样可消除负面影响。经过在每位测验完成后将DAC设置为零，便于到达这一意图；例如，在本文最终列出的伪代码后添加一行。
另一挑选是，经过添加一个小电容反应也可消除滞回，这会加快比较器在线性作业区的转化。或许，添加一个输出触发器或锁存器，在给定时刻捕获比较器输出状况。
当时比较器都可以很好地处理摆率受限的输入信号。例如，Maxim公司的MAX913和MAX912在这方面特别有用，因为它们在线性作业区可以保证安稳。图5列举了MAX913在高速、12位运用中的功用。图6电路（超低功耗8位转化器）在不运用时可将其封闭以节省能量。
图5 因为比较器在其线性作业区坚持安稳，该高速、12位起伏收集器可处理低速输入电压。
图6 该低电压、8位数据收集器替代ADC具有几个优势：低本钱、低功耗、以及采样间隔期间关断功用。
DAC/比较器组合IC
Maxim供给3款单芯片器材可大大简化规划，这些芯片组合了比较器和DAC。每款器材都十分适宜本文运用及其它多种运用。
例如，MAX516是一款4通道器材，具有亚微秒速度，十分适宜多种中等速度、多通道运用（图7a）。
MAX910是单通道、高速、TTL输出DAC/比较器，具有8ns传输推迟（图7b）。相似器材（MAX911）具有更高速度——ECL互补输出、4ns传输推迟。
图7 Maxim 8位DAC/比较器IC包含4通道MAX516（a）、高速、TTL兼容MAX910（b）、以及ECL兼容MAX911（未列出）
逐次迫临
逐次迫临选用天平缓一系列用于确认物体分量的二进制权重（权重相对值为1、2、4、8、16等）的办法很简略阐明。确认一个不知道分量的最快办法（逐次迫临），首要，将不知道分量与最大权重进行比较。依据天平指示，要么移除该分量，要么添加下一个最大分量，按这种办法一直到最小的权重。物体的分量便是天平盘上剩下权重的总和。
在逐次迫临ADC中，内部DAC的位模仿系列二进制分量，比较器输出模仿天平指示。驱动权位处理的逻辑保存在封装好的ADC的逐次迫临寄存器（SAR）或许操控DAC/比较器电路的处理器软件子程序，该子程序可由不到20行的代码来完成（表1）。
运用
本章节列举了DAC/比较器架构和集成ADC比较所具有的优势。所评论的运用电路既常见又简略，也存在一些共性问题。
首要，考虑选用低本钱办法完成电力线电压下跌、浪涌以及瞬态检测和毛病记载。抱负的规划是选用墙上设备监测电力线反常，并将每次反常发生的时刻记载到RAM中（电压下跌和浪涌的持续时刻可以从几毫秒到几小时；瞬态或许短至10微秒）。监督器有必要记载电力线彻底失效的持续时刻，因而，监督器应当由电池供电。
传统处理计划是选用操控器和ADC。因为转化器接连对电力线电压采样，操控器需将每次采样值与软件中用户设定的约束进行比较，并将任何超出规则的状况记载到RAM。因为体系有必要可以追寻到短至10µs的瞬态状况，ADC采样间隔有必要适当短——保存预算时刻可以长达2.5µs。因而，操控器有必要以1/2.5µs = 400ksps的速率进行采样处理。
假如软件比较具有高效编码而且ADC无需处理器干涉，体系每次采样可履行少于10条指令，这就要求处理用具有4MIPS的才能。这种履行才能并不适宜选用电池供电（图1）。需求考虑用模仿办法对输入瞬态违背进行呼应，用以替代接连盯梢计划。
在这种状况下，DAC/比较器替代计划供给了几个显着优势。需求4个DAC和4个比较器（或一片MAX516），后边衔接一个4路设置/复位触发器。一组DAC/比较器/FF监测高瞬态电压，一组监测低瞬态电压，一组用于监测电网下跌，一组用于监测浪涌（图2）。瞬态电压直接耦合到比较器，衔接到电压下跌和浪涌监测比较器的输入首要要进行整流和滤波，以取得电网电压的均匀值。可在软件中调整到适宜的rms。
体系每T秒进行采样并对触发器复位，此处T为瞬态记载时刻分辨率（或许为60s）。高、低瞬态电平DAC用于设置所要求的门限。电压下跌和浪涌DAC在每T秒间隔后进行调整，选用逐次迫临技能发生高、低门限，以盯梢现在均匀值。
假定履行逐次迫临以及其它使命的子程序具有1000条指令（保存估量），关于T=60s，CPU均匀每秒履行17条指令。履行速率是0.00002MIPS，十分适宜低功耗体系，远远低于ADC计划的4MIPS。为进一步下降功耗，操控器可在大部分时刻内处于“休眠”，仅在处理电力线反常时唤醒。将电压比较从软件办法转化为模仿硬件办法，该电路大大下降了功耗、规划复杂性以及本钱。
较低的毛病检测和确诊保护本钱
打印头操控、车辆操控以及许多其它机电运用，需严厉监督内部电压和温度以确认何时替换作业形式。极点状况下，这种反应可使体系防止悉数关断自毁。例如，在必要时步进电机操控器有必要调整输出MOSFET的栅极驱动以防止线性作业时耗费过多功率。
监测这些问题的传统办法是选用ADC（图8a）。处理器操控ADC进行周期性丈量，与操控处理坚持时刻常数共同。然后对成果的量化值进行缩放后与软件中的门限进行比较。假如超出范围，可触发纠正动作或许悉数关断体系。
别的一种办法是选用DAC/比较器组合（图8b）。静态DAC输出树立关断门限或比较器触发值。当温度改动形成比较器触发，比较器会对处理器宣布中止来发动纠正动作。必要时，处理器还可以经过发动依据软件的逐次迫临程序来确认极限温度值。
表1 逐次迫临伪代码
图8 在这种状况下，用DAC和比较器（b）替换ADC（a）可下降体系本钱、呼应时刻以及软件开支
另一方面，为支撑ADC，处理器在跳转到关断子程序之前有必要轮询ADC、输入采样值并与从前设定值进行比较。这样，DAC/比较器不只节省本钱，而且供给了比选用ADC的更快呼应；一起还减小了处理器开支。
时域反射计
最终，低本钱、低功耗DAC/比较器组合（相关于ADC）在便携式时域反射计（TDR）中十分有用，后者是一种用于检测电缆的不接连性并可丈量中心传输长度的仪器。廉价的便携式TDR跟着网络电缆的添加变得十分遍及。
TDR作业原理相似于雷达，沿着线缆发送一个主脉冲并监测由开路、短路、或许其它电缆阻抗不接连发生的反射。发射脉冲及其反射波传输延时刻隔大约为每英尺3.3ns，假定线传输速率为0.6c（光速的十分之六）。那么，在电子学上10ns时刻分辨率可分辨出大约3英尺间隔的不接连性。
接收到的脉冲起伏和发送脉冲起伏的比用于核算反射系数。知道反射系数和电缆阻抗就可以核算不接连阻抗，从这些信息可推断出不接连的原因。同轴电缆在反射回路上对脉冲的衰减使其变得复杂，因而，软件有必要对此进行补偿，一般依据丈量间隔施加一个起伏批改。
本运用中的ADC有必要每个5ns转化一次（200Msps）。虽然厂商可以供给这种ADC，但价格十分贵重，而且功耗大，一般不适宜便携式运用。
实践运用中的手持式TDR模仿前端（图9）可以阐明上述观念。为了便于阐明，这儿没有包含数字电路。虽然简略而且没有特别元件，该电路仍具有很好功用。可以可靠地丈量端接阻抗而且关于500英尺长的电缆具有5%丈量精度。可丈量长达2000英尺的开路或短路毛病。重要的是，体系（包含显现和数字电路）可在9V碱性电池下作业长达20小时。
图9 该时域反射计的模仿部分选用DAC/比较器替代ADC
图9中比较器（IC3）选用单电源供电、地电位检测以及仅10ns传输推迟。DAC（IC4）为双通道器材，一方面用于脉冲高度丈量，另一方面驱动LCD对比度操控（如图3）。留意DAC为反向驱动；电流输出端衔接在一同由经过缓冲的电压基准驱动，基准输入作为电压输出（每路带有一个外部扩大器缓冲）。
运用简略的脉冲单稳态电路（没有列出）驱动Q1基极，运用正向、持续时刻为10ns的脉冲顺次驱动电缆。电缆的一切反射经过C3耦合到比较器。
IC5为1.2V输出带隙基准，由扩大器IC2d缓冲，为IC4双路DAC供给基准电压。该基准电压被IC2c两倍增益扩大器扩大后，为比较器同相输入供给2.5V直流电平。DAC A在比较器反相输入端施加一个0至3.8V电压。高于2.5V的电平用来判别正向脉冲高度，低于2.5V的电平用来判别负向脉冲起伏。
每个输入到传输线的脉冲还经过了数字电路可变推迟线，该推迟线是由计数器操控的20ns推迟单元串接而成。来自数字部分经过推迟的脉冲驱动两个触发器（IC1a和IC1b）的D输入端，触发器由比较器互补TTL输出轮番触发。这样，时刻丈量取决于回来脉冲和经过推迟线脉冲的竞赛：假如D输入比时钟改动到来得早，触发器输出为高；不然，输出为低。
丈量时，将DAC输出设置为最低值偏重复调整推迟，直到触发器输出坚持为零，读取计数器。相同，丈量回来脉冲高度时，重复调整DAC输出直到触发器输出坚持为零，然后读取DAC。留意，两个触发器需求捕获正脉冲和负脉冲的前沿。前沿是纠正脉冲的上升沿和负脉冲的下降沿；假如两个脉冲施加到一个触发器，脉冲宽度或许发生人们所不希望的推迟。
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