具有双极性输入的 ADC 在负“部分”上是否具有更高的分辨率？答案

【问题标题】：Does an ADC with bipolar input has more resolution on the negative "part"?具有双极性输入的 ADC 在负“部分”上是否具有更高的分辨率？
【发布时间】：2022-07-23 16:53:49
【问题描述】：

我试图了解双极 ADC 的负极部分是否比正极具有更高的分辨率。

为简单起见，假设我有一个 3 位 ADC，总共有 8 个可能的值。假设 ADC 以二进制补码形式呈现值。

因此，如果 ADC 的二进制输出“000”在输入端为零伏，那么对于正输入（“001”、“010”和“011”），我将有更多的三个步骤。但是对于负输入，我将有四个可能的步骤（“111”、“110”、“101”和“100”），对吧？因此，例如，如果我使用电压参考 (Vref = 0.8 V)，使得每一步 (LSB = 0.2 V) 为 0.2 V（所以“000”是 0.0 V，'001' 是 0.2 V，'111' 是 -0.2 V，等等），我不能达到最大值 0.6 V（“011”）和最小值 -0.8 V（“ 100")?还是我在这里遗漏了什么？

我提前感谢任何形式的帮助。谢谢你:)

【问题讨论】：

我投票结束这个问题，因为它更适合electronics.stackexchange.com
支持双极性的 ADC 通常使用偶数位数。这是相同的分辨率，只是偏移了偏移量。在您的正极示例中，所有 8 个电压阶跃均可用。所以电压范围应该是不同的，因为零偏移是不同的。对于数字，正值范围为 [0v, 0.8v]，负值 [-0.386v, +0.386v] 步长 ~0.114v 在这两种情况下。 如果我知道 ADC 是如何解释 Vref 的.

标签： binary signal-processing twos-complement adc

【解决方案1】：

根据 Mano 的《数字设计》一书，与 2 的补码世界中的正数相比，负数总是多出一个数。请查看 Mano 书中的下表：

从表中可以看出，这源于0000 用于既不是正也不是负的数字零，而是在 2 的补码世界中使用正数表示（+0 = 0000 ==> MSb，即符号位，为0）。但是，当您使用 ADC 时，这并不重要。使用 4 位 ADC，预计有 16 个二进制电平，您已经拥有了从 -8 到 +7 二进制级别。

【讨论】：