低功耗、3V工作电压、精度0.05% 的A/D变换器

图1 中的ADC|0">ADC 电路简单、体积小，无需负电源和昂贵的精密元件，消耗极低的电源电流（仅10μA）。一次A/D转换包括12000次比较，转换时间约300毫秒。电路工作过程如下：

每一次电平比较之后，微控制器（μC）闭合两个模拟开关之一：比较器输出高电平时闭合IC2A，输出低电平时闭合IC2B。两个开关的B 端要么与1.2V 的基准VREF相连，要么与地相连，结果产生一个脉宽调制信号（PWM），该信号经R3 和C1 组成的低通滤波器滤波后连接到IC1（MAX951）放大器的同相端。运放的反相端通过电阻R4 与VIN相连，差动放大输出送IC1中比较器的V+端并与VREF比较。

其结果是积分误差电压增大或减小，微控制器则对比较器输出为高（IC2A 闭合）次数计数。该次数NH除以12,000 等于PWM 脉冲的占空比。由于系统完全采用公制单位，因此PWM占空比NH/12,000=VIN/VREF。将VREF=1.2V代入该式整理后得：VIN=NH/10,000。

利用 图表1，LCD 模块可直接显示电压值，就象一台DPM（数字处理机）一样。在嵌入式应用场合，子流程"DVM"产生实际的A/D变换结果。当将间距常数（即比较次数）设置为12,000时，一次A/D转换时间为300毫秒，测量精度为4位半，满程输出值为1.1999。如果你想把A/D 转换时间缩短到30 毫秒，可将间距常数设为1200，但测量精度只有3 位半，满程输出值为1.199.

图1. 将该廉价的高精度(0.05%)A/D变换器增加到你现有设备中或用来把某些微控制器(例如PIC的16C71)内部ADC升级。 IC2 近乎理想的开关特性是取得0.05%低非线性度的根本保证。图中的IC2----MAX4066是一种高性能、3V工作电压、工业级模拟开关，内含4 个SPST开关，通态电阻35Ω、开路时漏电流最大只有0.1nA。如果想进一步减小体积，IC2 可采用双模拟开关---MAX323。它是一个3V版本的SPST器件， 特性与MAX4066相似。 MAX323的封装形式为8脚μMAX。(与之不同，MAX4066的封装形式为14脚SO) μC 允许的最大电源电压为6V，因此VCC不能大于该值。在整个温度范围内，即使VCC低到2.8V，IC1 也能工作，且消耗的电流仅7μA。IC1 中的电压基准源对于小于100pf 或大于0.05μf的容性负载均能保持稳定。因此，为了保证其稳定工作，应选择大的旁路电容。 图2. 图1电路的输出非线性度随输入电压变化曲线。（以满程输出的百分比示）