近些年兴起的Δ-ΣA/D转换技术能获得极高的分辨率,世界上许多知名的IC制造商纷纷推出自己基于Δ-Σ技术的A/D芯片,美国AD公司的AD7710/14,BB公司的ADS1210/11以及TI(BB)公司的ADS1232就是比较典型的具有24位高精度、宽动态范围和自校正功能的Δ-ΣA/D转换器。芯片内部有多路模拟开关,采样保持器,可编程增益放大器,二阶Δ-Σ调制器,调制控制单元,可编程数字滤波器,微控制单元,寄存器组,基准源和时钟等。Δ-ΣA/D转换器的核心部分由两个主要模块组成:一个是Δ-Σ调制器,另一个是低通数字滤波器和分样器。Δ-Σ调制器是基于“过采样”的一位编码技术,Δ意为增量,Σ意为积分。在基本Δ调制器中加入一个积分器就构成了Δ-Σ调制器。通常调制器以大于奈魁斯特许多倍的速率对模拟输入信号采样,这种方法又称为“过采样”。对得到的采样值进行调制,输出反映输入信号幅度的一位编码数据流,经过分样,用小于“过采样”速率的采样速率对数字信号再采样,同时进行低通数字滤波处理除去噪声,得到N位的编码输出。由于采用了一位编码技术,模拟电路减少,简化滤波器的设计,提高了性能。使用“过采样”技术,把更多的量化噪声压缩到基本频带以外的高频区,并由低通数字滤波器除去这些带外噪声,因此使A/D转换器具有了很高的信噪比。

Δ-ΣA/D转换器的关键技术指标是在选定转换速率下的“有效位数”。多种Δ-ΣA/D转换器都标称是“24位”的,但实际这里的24位是指其输出数据的字长,即数据的总位数,它是“有效位数”与“噪声位数”之和。也就是说,由于制造技术水平的限制,其输出数据的低端总有二分之一位到几位数据不确定,在0-1之间来回跳变,这就是噪声位。转换速率选得越高,噪声越大,有效位数越低。在相同的转换速率下,不同厂家的Δ-ΣA/D转换器的噪声和有效位数的指标也有明显差异。如,BB公司的ADS1210有效位数约21位,AD公司的AD7710有效位数约21.5位,相当于2.5V范围信号的能区分的最小电压为1.4uV、1uV。