在嵌入式系统中跟踪感应器的信号路径

ADC 的准确度通过积分非线性 (INL),、差分非线性 (DNL)、偏置误差、增益误差和信噪比 (SNR) 进行衡量。综合考虑上述因素，我们就能了解 ADC 的总误差。第 S10 页上的图 2 分别显示了每种误差并将其整合在一起。对大多数应用来说，我们都不需要考虑上述这些 ADC 规范，不过工作认真的工程师仍应了解所用 ADC 的有关具体数值。

图 2：结合比较积分非线性、差分非线性、偏置误差、增益误差和信噪比，有助于我们了解 ADC

选择 ADC 时，用户可选用外部 ADC 或集成 ADC 的微控制器。外部 ADC 的性能通常较高，在速率、分辨率以及精度要求方面都表现较好。不过大多数感应器应用都能通过集成微控制器 的ADC 得到满足。

我们还可选用可配置的 ADC，这种 ADC 微控制器中包括有可编程的逻辑块。集成式数字和模拟可编程块使我们可以动态定义可配置的外设，优化用于具体的感应器应用，如计数器、PWM、UART、SPI、放大器、ADC 和 DAC 等。开发人员还能实现信号实施放大和过滤级，在单一器件中集成整个模拟信号链（见以上图 3）。

可配置的 ADC 相对于无源组件而言有助于大幅简化设计。此外，考虑到相关模块有关块可以动态再配置，开发人员还能选择重复使用这些系统资源来实现其他功能。

图 3：开发人员可实现实施放大和过滤级，在单一器件中集成整个模拟信号链

感应器不断向更广泛的市场领域渗透，为开发人员带来了更多的可控性及更强的 灵活性。通过对环境的管理（如温度监控），感应器提高了可靠性，又而通过反馈机制提高了整体的性能，此外还能实现各种新型用户界面，诸如此类的应用非常广泛。对众多设计方案而言，微控制器上的集成式 ADC 即能提供足够的分辨率粒度和准确性。不熟悉模拟设计的开发人员在感应器和 MCU 之间的模拟信号链方面可能会遇到麻烦。

实施多级模拟信号路径看上去比较复杂，特别是对于主要从事数字领域设计工作的人员来说尤其如此。但是，通过将模拟信号链分解为各种不同的放大、滤波过滤和 ADC 等不同阶段，数字开发人员就能更方便而准确地获取感应器数据，进而满足多种工业和消费应用的需求。此外，利用市场上已有的 IC、可配置 ADC 和滤波器过滤设计工具，感应器的设计工作可得以大幅简化。

（作者：Aaron GL Podbelski 赛普拉斯半导体公司高级产品营销工程师）