SAR (successive approximation register)

Das SAR-Verfahren der sukzessiven Approximation, ist ein Verfahren, das in A/D-Wandlern für die Umsetzung des Analogsignals in ein Digitalsignal benutzt wird. Es basiert auf dem Vergleich der analogen Eingangsspannung mit einer Referenzspannung und wird auch als Wägeverfahren bezeichnet. Bei der sukzessiven Approximation erfolgt der Vergleich schrittweise und wiederholt sich ständig, wobei die Referenzspannung so geändert wird, dass sie sich immer mehr der Eingangsspannung annähert.


Nach einem ersten Vergleich im Komparator wird die Referenzspannung in einem größeren Digitalschritt an die Spannung des Analogsignals angepasst. Danach wird im folgenden Vergleich der Digitalschritt der Referenzspannung verringert. Nach einem erneuten Vergleich erfolgt eine weitere Verringerung usw. Für jeden Schritt, also jeden neuen Vergleich, ist jeweils ein eigener Taktzyklus erforderlich. Das bedeutet, dass für eine sukzessive Approximation mit einer Auflösung von 12 Bit, 12 Taktzyklen erforderlich sind.

Blockschaltbild des SAR-Wandlers

Blockschaltbild des SAR-Wandlers

Der Vergleich zwischen der Eingangsspannung und der Referenzspannung erfolgt in einem Komparator.

Die sukzessive Approximation im Beispiel

Ist beispielsweise beim ersten Schritt die Eingangsspannung des A/D-Wandlers niedriger als die Vergleichsspannung, dann wird das Most Significant Bit (MSB) auf den Lo-Wert (0) gesetzt, andernfalls auf den Hi-Wert (1), und die Referenzspannung wird halbiert. Der erneute Vergleich für das nächste Bit zeigt, dass die Referenzspannung niedriger ist als die Eingangsspannung und das folgende Bit wird auf "1" gesetzt, die Referenzspannung wird erneut halbiert und wiederum verglichen und so geht es zyklisch weiter bis alle Bits gesetzt sind, bis zum Least Significant Bit (LSB).

Prinzip der sukzessiven Approximation

Prinzip der sukzessiven Approximation

Die Anzahl der gesetzten Bits ist das Maß für die Auflösung.

SAR-Wandler zeichnen sich durch eine extrem hohe Auflösung aus. Spitzenprodukte erreichen Auflösungen von 20 Bit, was 1.048. 576 Schritten entspricht.

Informationen zum Artikel
Deutsch: SAR-Verfahren
Englisch: successive approximation register - SAR
Veröffentlicht: 16.04.2014
Wörter: 280
Tags: #Analogschaltungen
Links: 576 Zeilen, A/D (AD-Wandler), Analog, Auflösung, Bit (binary digit)