经常混淆的ADC输入类型！

电子设计联盟

大家好。这篇文章我们来聊聊ADC的输入类型。ADC的输入类型根据ADI的官网，分为了3种类型，单端，差分，伪差分。如下图快速选型的界面所示。
3 x2 X. S* _. U

0shntyxfjjh64093525.png

同时，TI的官网对ADC的输入类型划分也是同样的3种类型。

lvzwqlfq31w64093625.png

可见，两个器件厂家对ADC的输入类型都是这样定义的。为了减少ADC输入类型的种类，伪差分也可以归为差分类型。也就是ADC的输入类型整体上可以分为单端和差分两种。1、单端输入
单极性信号是相对于地而言，是单极性的ADC。

euy0qhsq2xe64093725.jpg

单端输入和差分输入是针对ADC的输入。对ADC的输入端而言，存在两种类型，一种是只有一个输入APM，电压信号相对地而言；另外一个是存在两个输入APM和APN，但是APN接地，这两种都属于单端类型的输入。如下图的ADC所示，ADC081C021的输入端端口只有一个输入引脚，
* `( k: r% x; g

4arjbex5bqr64093825.png

xs5jnlxt1vw64093925.png

6 e, K- Y" h2 C这种ADC的输入引脚只有VIN，输入信号和ADC供电电源的GND是统一的GND。另外一种也是单端类型的ADC，但是输入端口有两个，APM和APN，如下图单端型的ADC所示：

ouqgqkfcn2e64094026.png

5 E- a( \+ G/ v- l" x& K

smkuzfvk1vd64094126.png

这种ADC的输入引脚有两个端口，但是其中AINN接地，这样的ADC也是属于单端类型的ADC。2、差分输入很明显是有两个端口，并且AINN引脚不接地，，如下面差分输入型ADS9120的ADC所示：

hcjpk5aqyq364094226.png

AINP和AINM都可以和输入信号链接。
6 U( m% h) I/ u. K( R9 \3 f

5x3aaqpq2r264094326.png

引脚上也有对应的信号输入管脚。3、单极性输入和双极性输入介绍完单端和差分输入后，还有一个容易混淆的概念是单极性输入和双极性输入。单极性和双极性是对电平信号的约束。单极性意味着电平信号为正。双极性意味着电平信既有正电压也有负电压。总结一下就是：信号和地之间是否有小于0的部分，如果没有就是单极性输入，如果有就是双极性输入。
! S9 _5 v  V  Q# K  p: p

ghthepu1sny64094426.png

单极性和双极性的信号输入，对于ADC来说，转换函数存在比较大的区别，如下图所示：
0 e/ Q! U* h$ p6 W, E- ?4 G/ N

4avck52wgyt64094526.png

dikodbl0pfe64094626.png

; I( l4 V; d- b) }" Y8 |单极性的信号输入，ADC只需要转换0Vd电压以上的信号，转换函数在如左图所示。如果是双极性的信号输入ADC的需要转换0V以下的信号，在整个ADC的量程测量范围上具有较大的区别。信号有单极性和双极性之分，ADC的输入有单端和差分之分，两两组合存在四种可能性。

jowl1c3clhr64094726.png

- I- b' [0 ~2 a. ~如果将上面四种类似的输入用在ADC的输入端表示，即为下图所示：

1rcugafprxv64094826.png

4 @" Y/ G! i7 j

qhy5ofherrf64094926.png

5513mudtp1k64095026.png

3g2ob2nr3qd64095126.png

  Y! w6 n/ N2 W
( F* r0 S. O: ]3 _3 h6 r& @5 v4、伪差分和真差分ADC的差分输入从前面的ADI和TI的官方选型可以看出，输入类型存在伪差分这种类型。伪差分是相对真差分而言。
" `2 G3 v) `( \

rp1mzm41vx164095226.png

9 U+ q6 I& {3 ?输入信号只要单个的信号称为单端信号，输入信号是差分时，被称为是差分信号。单端信号容易受到共模信号的干扰，不利于信号处理，而差分信号能有效避免共模信号的干扰，因此，为了尽可能降低对单端信号的干扰，引入了伪差分。

g4jj5reqoex64095327.png

$ g5 M# k# |; D, ~正常的差分信号是方向相反，大小相等的信号，这样的信号直接接在ADC的AINP和AINM上，而差分信号的AINM不是接差分信号，是接上1/2VREF，即固定电平。如下所示：

1h2lypxlast64095427.png

/ o% T6 _1 E+ y1 B- k, Q" X* x根据LTC2311器件的应用框架可知，全差分和伪差分的区别就在AINN引脚上的配置，当原始输入信号在时间轴上本身就是等大反向的差分信号，则可以直接采用差分输入，当输入的信号是单端的，但是为了降低共模干扰，可以采用伪差分。在实际电路设计时，如果使用伪差分电路，AINN端的直流电压大小一般设置在AINP端信号1/2VPP，从上面的图中可以看出，输入电压范围在0~VREF，AINN端的电压设定在1/2VREF。这样做的目的是为了充分利用ADC的输入能力。共模电压是固定的，共模电压对称。，共模电压必须为满量程的一半。真差分共模电压不是固定的，允许任意的共模电压范围。
/ z* b$ `) B+ N: D7 R0 R* Z
" R* B* W: M+ ~) E( k0 E8 j) t 声明：
本文转载自大话硬件公众号 ，如涉及作品内容、版权和其它问题，请联系工作人员微（13237418207），我们将在第一时间和您对接删除处理!投稿/招聘/广告/课程合作/资源置换 请加微信：13237418207


. r5 ?" F8 B2 u; p( N6 d
                                                       
                                                               
                                                                       
( ^. l) L; B3 S: Q                                                                               
) X9 o9 a5 K3 v6 E" S  e: R
                                                                               
9 }9 y  g: R: h2 |                                                                                        很常用，又经常记不住的几个接口线序！
                                                                               
                                                                       
                                                               
                                                       
                                               

                                                       
                                                               
                                                                       
                                                                               
2 g" E& l- `' H, J
                                                                               
                                                                                        开漏输出和开集输出的原理、特点和应用
                                                                               
+ _- s* w  k5 F" d4 t/ x( A5 \7 u" n                                                                       
                                                               
                                                       
                                               


  ~, V- x# ]5 T扫码添加客服微信，备注“入群”拉您进凡亿教育官方专属技术微信群，与众位电子技术大神一起交流技术问题及心得~
/ _/ k* J8 J# \- O9 y分享 点赞 在看?? “三连”支持！