Sukzessive Approximation

AD-Wandler, die nach dem Prinzip der sukzessiven Approximation arbeiten, funktionieren folgendermaßen: Das Messsignal U_in wird in n Schritten digitalisiert, wobei die Genauigkeit bei jedem Schritt um 1 Bit steigt. Bei jedem Schritt wird die Eingangsspannung mit einer Referenzspannung U_ref verglichen, die durch einen DA-Wandler erzeugt wird. Je nachdem, ob U_in größer oder kleiner als die Spannung des DA-Wandlers ist, wird die Referenzspannung im nächsten Schritt um die halbe Schrittweite des letzten Schritts nach oben oder nach unten verändert. Dadurch nähert sich die Spannung des DA-Wandlers immer mehr der Eingangsspannung an. Zum Schluss, wenn das letzte Bit des DA-Wandlers gesetzt ist, entspricht der Wert des DACs der Eingangsspannung.

AD-Wandler, Sukzessive Approximation

Die Genauigkeit eines ADCs, der nach diesem Prinzip arbeitet, wird durch die Auflösung des DA-Wandlers und durch die Genauigkeit des Komparators bestimmt. Typischerweise werden 12 bis 14 Bit erreicht. Die Wandlungsgeschwindigkeit ist deutlich höher als bei integrierenden Wandlern (typ. 10 μs).

Dieser AD-Wandler braucht für die Zeit der Wandlung ein konstantes Eingangssignal, sonst sinkt seine Auflösung. Es ist daher die Verwendung einer S&H-Schaltung notwendig.

Das Prinzip der sukzessiven Approximation eignet sich außerdem hervorragend zur Nachbildung per Software. Dazu benötigt man einen vom Mikroprozessor angesteuerten DA-Wandler und einen Komparator, dessen Ergebnis vom Mikroprozessor gelesen werden kann.