循續漸近式模擬數碼轉換器

逐次逼近模擬數碼轉換器（英文：Successive-approximation ADC 或 Successive-approximation register ADC（SAR ADC）），是一類可將連續的模擬訊號轉換為離散的數碼表示的模擬數碼轉換器（ADC）。它使用二分查找算法搜索並比較各種可能的輸入電壓的量化值，最終得到該次轉換的數碼訊號輸出。

結構圖

逐次逼近模擬數碼轉換器結構框圖

在圖中：

DAC（digital-to-analog converter）：數碼模擬轉換器

EOC（end of conversion）：結束轉換

SAR（successive approximation register）：連續逼近寄存器，用於存放轉換的中間結果和最終結果

S/H（sample and hold circuit）：取樣保持電路

Comparator：電壓比較器，對數碼模擬轉換器輸出的電壓與輸入電壓進行比較

V_IN：輸入電壓

V_REF：參考電壓

原理

（以 12-bit 逐次逼近模擬數碼轉換器為例）：
1. 計數器復位。
2. 使得轉換結果寄存器輸出為轉換器解像度的一半，對 12-bit SAR ADC而言即為2048。
3. 將轉換結果寄存器的內容送給數碼模擬轉換器。
4. 倘若輸入電壓高於數碼模擬轉換器輸出的電壓，則轉換結果寄存器的值加上 2^(轉換器解像度 - 計數器值)，倘若輸入電壓低於數碼模擬轉換器輸出的電壓，則將轉換結果寄存器的值減去 2^(轉換器解像度 - 計數器值)。
5. 計數器加一，重複3、4、5。當計數器達到 12（轉換位數時），轉換完成。轉換結果寄存器即存儲了量化後的數碼代碼。

由此可見，SAR ADC的轉換次數與設計解像度有關。如此轉換器要達到 1MSPS 的轉換速度時，至少需要 12MHz 的時鐘才能夠驅動。

優點

在集成電路設計裏，使用面積較小，功率消耗相對較低。

缺點

1. 轉換速度相對較慢。
2. 由於一次轉換需要多次比較，因此對數碼模擬轉換器速度、精度要求較高。

相關條目

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外部連結

• Understanding SAR ADCs: Their Architecture and Comparison with Other ADCs （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） - Maxim
• Choose the right A/D converter for your application （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） - TI