12、物联网应用的数据转换器设计空间探索

物联网应用的数据转换器设计空间探索

1. 数据转换器类型与特性

1.1 DAC 类型分析

DAC（数字 - 模拟转换器）有多种类型，每种类型都有其独特的优缺点，具体如下表所示：
| DAC 类型 | 优点 | 缺点 |
| — | — | — |
| 过采样（Oversampling） | - 提高 SNR（信噪比）和分辨率（ENOB）
- 数据采样率比奈奎斯特采样率高得多 | - 存在建立和保持时间问题
- 功耗更高
- 成本高 |
| 电荷再分配（Charge redistribution） | - 复杂度较低
- 开关能量和面积减小 | - 精度受采样噪声影响
- 由于失配导致非线性 |
| 双电容（Two capacitor） | - 减少失配影响
- 噪声整形改善线性度 | - 需要多个时钟周期来生成新样本 |
| 开关电容（Switched capacitor） | - 实现高分辨率和高速度 | - 动态能量消耗更高 |

1.2 ADC 架构设计权衡

ADC（模拟 - 数字转换器）不同架构在采样率、分辨率、延迟、精度、转换时间、面积、功耗和价格等方面存在设计权衡，具体总结如下表：
| ADC 架构 | 采样率/速度 (sample/s) | 分辨率/位 | 延迟 | 精度 | 转换时间 (周期数) | 面积 | 功耗 | 价格 |
| — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 闪存（Flash） | 高 (1 Gbps - 10 Gbps) | 低 (6 -