SAR ADCの応答時間:インターフェイス・トポロジによる違い(Part 3)

このシリーズのPart 2では、サンプルSの変換結果を、変換完了後でかつ次の変換の開始前にホスト・コントローラに伝送するシリアル・インターフェイスについて解説しました。また、このタイプのインターフェイスでは、低速クロックを使用した場合、アナログ/デジタル・コンバータ(ADC)のスループットと応答時間が遅くなることも指摘しました。

インターフェイス・タイプ3ADCが次のサンプル変換を行う時にデータ・ビットを伝送

このタイプのADCでは、サンプルSの変換結果は、ADCがサンプルS+1の変換を行っている時にホスト・コントローラに伝送されます。

図1はこのタイプのシリアル・インターフェイスを示します。(**クリックすると画像が拡大表示されます。)

 1:タイプ3のシリアル・インターフェイス

  • tDTX = tCONV = n*tCLK
  • ŸtTHROUGHPUT = tCONV + tACQ(n*tCLK < tCONV 、つまり高速クロックの場合)
  • ŸtTHROUGHPUT = n* tCLK + tACQ(n*tCLK < tACQ 、つまり低速クロックの場合)

式から明らかなように、タイプ3のインターフェイスを採用する逐次比較型(SAR)ADCはいずれも、所望のスループットの達成には最小クロック速度の制約が伴います。

  • tCLK < tCONV/n

例えば、変換時間が710nsの18ビット1Msps ADCを想定した場合、

  • tTHROUHGPUT = 1µs、tCONV = 710ns、n =18
  • Ÿ1Mspsのスループットを達成するにはtCLK < 710/18、fCLK > 25.4MHz

同じ1Mspsのスループットを実現するには、タイプ2のインターフェイスでは62MHzより高速のfCLKが必要でした。タイプ3のインターフェイスは、その半分未満のクロック速度で同じスループット要件を満たします。

ある点を見落とさない限りは、タイプ3のインターフェイスの方が使いやすいことが明らかです。

応答時間についてはどうでしょうか?図表からは次の点も明らかです:

  • tRESP-ADC = tCONV + tACQ + n* tCLK
  • ŸtRESP-ADC > tTHROUGHPUT

表1はタイプ2とタイプ3のインターフェイスのスループットと応答時間を比較したものです。

 1:タイプ2とタイプ3のシリアル・インターフェイスのスループットと応答時間の比較(**クリックすると画像が拡大表示されます。)

 図2:異なるクロック速度でのタイプ2とタイプ3のシリアル・インターフェイスのスループットと応答時間の比較

この例が示すように、同じクロック速度では、応答時間はタイプ2のインターフェイスの方が優れており、スループットはタイプ3のインターフェイスの方が優れています。

次回は用途ごとに最適なインターフェイスについて解説します。

その他のリソース:

上記の記事は下記 URL より翻訳転載されました。

http://e2e.ti.com/blogs_/b/precisionhub/archive/2015/02/17/sar-adc-response-times-interface-topology-makes-a-difference-part-3

*ご質問は E2E 日本語コミュニティにお願い致します。