模擬前端中三種常見的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器類型為逐次近似型（a）、管線型（b）和△-Σ型（c）。

　　以下這些框圖極其簡單地描述了這些不同的架構(gòu)概念。

　　今天的模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師面臨許多設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，他們不僅需要選擇正確的IC元件，還必須準(zhǔn)確地預(yù)測這些元件在系統(tǒng)內(nèi)的相互影響。從這點(diǎn)來看，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)，因?yàn)樗哂斜仨氃谙到y(tǒng)級加以考慮的各種不同的輸入采樣結(jié)構(gòu)。本文將探討幾種通用的輸入采樣結(jié)構(gòu)，并討論每種結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)其它部分的影響。

　　a.在逐次近似模/數(shù)轉(zhuǎn)換器中，模擬輸入電壓通過采樣保持技術(shù)得以“定格”。然后，N位寄存器被設(shè)置成中幅模式：寄存器的位被設(shè)置為1，使得數(shù)/模轉(zhuǎn)換器輸出可達(dá)到中階值。

　　如輸入電壓高于數(shù)/模轉(zhuǎn)換器輸出電壓，比較器輸出為真且位仍為1。但如果輸入電壓低于數(shù)/模轉(zhuǎn)換器輸出電壓，寄存器的位將變?yōu)檫壿?。

　　轉(zhuǎn)換器控制邏輯將轉(zhuǎn)到下一個(gè)位，促使該位增高并執(zhí)行另一個(gè)比較，直至到達(dá)位。當(dāng)轉(zhuǎn)換完成時(shí)，N位數(shù)字將會出現(xiàn)在寄存器中。請參閱相關(guān)插圖

　　圖1

　　b. 在管線型模/數(shù)轉(zhuǎn)換器中，每個(gè)平行階段進(jìn)行一位逐次采樣或同時(shí)進(jìn)行多位逐次采樣。模擬輸入適用于采樣保持，一階模/數(shù)轉(zhuǎn)換器使其轉(zhuǎn)換成3位。然后輸入一個(gè)小型數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，從采樣保持輸出值中產(chǎn)生模擬輸出?！皻埩粜盘枴北环糯?，然后輸入下一階，如此繼續(xù)。移位寄存器及時(shí)調(diào)整各階位值并將組合采樣傳遞給糾錯(cuò)邏輯器。請參閱相關(guān)插圖

　　圖2

　　c.△-Σ轉(zhuǎn)換器不是簡單地直接進(jìn)行時(shí)域分析，更多情況下用于頻域分析。（www.intersil.com/data/an/an9504.pdf中的Intersil Applications Note 9504介紹了一種詳細(xì)的數(shù)學(xué)分析法。）可以說，對輸入信號進(jìn)行粗略超采樣（采樣目標(biāo)遠(yuǎn)高于Nyquist值，以便獲得關(guān)注輸入頻帶）可排除混淆現(xiàn)象。更重要的是，它將量化雜訊（將連續(xù)輸入信號變成一連串非連續(xù)信號所產(chǎn)生的分辨誤差）的頻率成分以更大的帶寬進(jìn)行傳播。這樣就降低了量化雜訊的平均級別并提高大部分雜訊的頻率。多數(shù)雜訊可通過急速減弱數(shù)字濾波器的關(guān)注頻帶進(jìn)行消除。請參閱相關(guān)插圖

　　圖3

　　隨著模數(shù)轉(zhuǎn)換器的持續(xù)發(fā)展，系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師能充分理解所采用的輸入結(jié)構(gòu)以及這種結(jié)構(gòu)對外部電路的影響已經(jīng)變得越來越重要。本文對一個(gè)簡單的開關(guān)電容器輸入結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探討。開關(guān)電流要求可顯著影響系統(tǒng)的總體性能，而外部電路必須進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)。一個(gè)集成的緩沖器或放大器可以大幅減小開關(guān)電流，從而簡化模數(shù)轉(zhuǎn)換器外部的電路設(shè)計(jì)。ESD保護(hù)電路也將會影響外部電流要求，并且隨著溫度變化對電流的影響也不一樣。