축차 비교형 ADC

기준을 바꾸며 범위를 좁힌다

샘플링한 전압을 홀드하고 내부 DAC가 만든 시험 전압과 비교한다. 첫 판단으로 입력 범위의 위쪽 또는 아래쪽을 선택한 다음 더 작은 간격으로 기준을 바꾼다. 비교 결과를 저장하는 축차 비교 레지스터가 이 과정을 제어한다.

3비트의 가상 변환

0 V 이상 8 V 미만을 1 V 간격으로 나누는 단순 모델에서 입력이 5.3 V라고 하자. 시험 전압 4 V보다 크므로 첫 비트를 유지한다. 다음 시험인 6 V보다 작으므로 둘째 비트를 지우고, 5 V보다 크므로 마지막 비트를 유지한다. 결과는 101, 즉 코드 5다. 실제 제품의 전환 위치는 별도의 전달 특성을 따른다.

입력과 기준이 안정돼야 한다

변환 중 비교 대상이 흔들리면 앞선 판단과 뒤의 판단이 서로 다른 전압을 보게 된다. 홀드 회로와 내부 DAC의 정착, 비교기의 오차, 기준 전압의 안정성이 결과에 영향을 준다. 명목 비트 수가 같아도 실제 정확도가 같은 것은 아니다.

취득 시간과 변환 시간을 구분한다

새 입력을 충분히 받아들이는 취득 과정과 비트를 결정하는 변환 과정은 구분한다. 기본적인 단일 변환 구조에는 여러 샘플을 단계별로 넘기는 파이프라인 지연이 없지만 변환 자체에 걸리는 시간은 있다. 디지털 인터페이스와 장치 내부 처리까지 포함한 실제 데이터 가용 시점은 제품의 타이밍을 확인한다.