本文作者：Ryan CurranADI公司精细转化器部分产品使用工程师
以低吞吐量运转SAR ADC能够完成多种优势。经过添加转化操作之间的时刻，能够放宽体系滤波器要求，添加获取输入信号及从ADC抽取数据的时刻。由于ADC的收集周期是转化周期中读取数据最常用的区域，因而，延伸收集周期将放宽数字主机的要求。能够选用主机输出-从机输入(MOSI)时钟速率较慢的低端处理器。例如，AD7980 16位SAR ADC的额定采样速率最高为1 MSPS。
ADC的繁忙周期的最大额定值为710 ns，读取数据的时刻只剩下290 ns。要输出16位数据要求时钟周期不超越18 ns（或许不低于55 MHz左右）。但是，假如器材运转时的吞吐量为100 ksps，成果会使收集时刻（数据读取周期）从290 ns增至9290 ns。下降ADC采样速率后，能够放宽串行时钟要求，并把最小串行时钟频率改为2 MHz左右。在放宽数字主机要求以外，延伸收集时刻后，由于添加了树立时刻，因而，还能够挑选运用低功耗和低带宽ADC驱动器。
只需ADC支撑需求的体系接连时刻信号带宽，就能够考虑运用额定最大吞吐量较低的ADC（如AD7988-1），以下降体系本钱。AD7988-1是与AD7980同系列的一款100 ksps SAR ADC器材，它以较低的价格供给了相同的功能。如图1所示，器材的功耗与采样速率呈线性关系，由于大都功耗发生在活泼转化周期中。削减转化进程的次数，耗费的电量也会削减。速率为100 ksps时，AD7980（或AD7988-1）的功耗约为AD7980以1 MSPS的速率采样时的十分之一。
图1：AD7980作业电流与采样速率
在单通道16位伪差分AD7980以外，ADI系列一起供给AD7902。这是一款双通道16位伪差分同步采样ADC，其额定采样速率为1 MSPS。在传达时刻等使用中，能够使用同步采样体系来抽取信号相位信息。咱们收集了AD7902以1 MSPS和15.625 ksps（1 MSPS的1/64）的速率对10 kHz信号音采样时的实验室成果。运用等式4，欠采样10 kHz信号音的基频应该出现在DFT频段中，该频段跨度为5.625 kHz。能够看出，在契合奈奎斯特规范的采样与欠采样装备之间，无起伏信息丢掉。但重构信号将为原始接连时刻输入的榜首奈奎斯特区混叠表明。
图2：AD7902的通道1（以1 MSPS对10 kHz信号音采样）
图3：AD7902的通道1（以15.625 KSPS对10 kHz信号音欠采样）
欠采样或许具有优势的另一个比如是多通道次序采样数据收集体系。这些体系一般由一个SAR ADC构成，带有一个多路复用模仿前端，以固定距离按已知次序转化。在这种状况中，各个通道的有用采样速率以体系中使能通道数的函数下降。例如，在一个八通道体系中，假如SAR ADC运转于1 MSPS下，则每隔八个样本代表一个相应的通道。因而，给定通道的采样速率仅为1 MSPS的1/8（125 ksps）。能够看到，在一个多路复用次序采样体系中，单个通道的奈奎斯特频率是怎么快速下降的。
ADI公司供给AD7091R-8，这是一款超低功耗的12位、八通道1 MSPS SAR ADC，内置一个基准电压源和一个用户可编程的通道序列器。该器材选用4 mm x 4 mm LFCSP微型封装，作业于3 V电源和1 MSPS采样速率时，其功耗不高于1.7 mW。在AD7091R-8上，假如使能悉数八个通道，器材就会按从通道0到通道7的次序，主动重复次序采样。当ADC的采样速率为1 MSPS时，每个通道将以125 ksps的速率采样。因而，相对于1 MSPS单通道体系，给定通道的奈奎斯特频率从500 kHz下降到62.5 kHz。在多路复用器的一个通道上监控75 kHz信号音，成果会发生接连时刻信号的混叠表明，其基频为50 kHz。如后续各图所示，当经过使能AD7091R-8上的额定通道批改奈奎斯特规范时，动态功能并未下降。
图4：AD7091R-8监控75 kHz信号音（仅使能一个通道）。
图5：AD7091R-8监控75 kHz信号音（使能八个通道，通道采样速率为125 ksps）。
本文论述了这样一种主意：在通讯体系以外，有些使用能够用到欠采样理论。这些使用或许包含RMS-DC转化、沟通应变计、传达时刻、超声电平丈量和多路复用采样。用SAR ADC完成欠采样体系或许带来巨大的功能和功耗优势。不光能够放宽体系的整体约束，一起还能完成电路的整体目标。
