SAR、ΔΣ、管線式、快閃式ADC的差異：架構比較

類比數位轉換器(ADC)可用多種架構製作，每種架構在速度與解析度之間的取捨不同。快閃式最快，但位元數偏少。SAR式小巧、低耗電，是速度中等的通用選擇。管線式能以高速實現中〜高的解析度。ΔΣ式以速度換取最高的解析度，適合音訊與精密感測器。

項目	快閃式	SAR式	管線式	ΔΣ式
機制	以2ᴺ − 1個比較器，將輸入同時與所有臨界值比較	二分搜尋。以一個比較器與內部DAC，每個時脈決定一個位元	將多級串接，每一級決定數個位元，並將放大後的餘差傳給下一級	以粗略的調變器過取樣並整形雜訊，再由數位濾波器產生輸出
一般解析度	4〜8位元	8〜18位元	8〜16位元	16〜24位元以上
一般速度	最快。可達數GS/s	kS/s到數十〜數百MS/s	10 MS/s到數百MS/s	最慢。至約1 MS/s
延遲	1個時脈	N位元為N個時脈	數個時脈	長。因為數位濾波器
耗電量與面積	隨解析度快速增加。面積大，耗電也多	非常低耗電，且小	中等到大	中等。數位濾波器佔用面積
抗混疊濾波器	需要陡峭的濾波器	需要陡峭的濾波器	需要陡峭的濾波器	寬鬆即可。因為過取樣
主要用途	高速示波器、光通訊或無線接收機、管線式內部的子ADC	微控制器的ADC、物聯網感測器、通用資料擷取	影像、通訊、成像系統	音訊編解碼器、磅秤、精密量測

數值為具代表性的大致參考值，會因世代或產品而異。

適用於什麼情況

快閃式。將輸入同時與所有臨界值比較，可達數GS/s，但解析度只有數位元。

以粗略的調變器過取樣，將量化雜訊推向高頻，再由數位濾波器去除。雖然速度慢，卻能得到16〜24位元的解析度。

逐次逼近式的ADC，以一個比較器與內部DAC進行二分搜尋，每個時脈決定一個位元。小巧、低耗電，常用於微控制器。

N位元的快閃式需要2ᴺ − 1個比較器，例如8位元就需要255個。面積與功耗會隨解析度快速增加。

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正確答案：A. 並聯排列大量比較器，一次完成轉換，因此速度快，但提高解析度時電路規模會急遽增加

快閃式以2ᴺ−1個比較器同時將輸入與所有臨界值比較，一次比較即完成轉換，是最快的方式（可達數GS/s等級）。代價是N位元需要2ᴺ−1個比較器，8位元為255個、10位元為1023個，急遽增加，面積、功耗與輸入電容都會變大。因此用於6～8位元左右的超高速用途，也被用作管線式與子範圍式的組成元件。

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正確答案：B. 從高位元開始依序將內部DAC的輸出與輸入電壓比較，逐位元決定

逐次逼近式從最高位元開始依序比較「輸入是否大於內部DAC的輸出」，像二分搜尋一樣逐位元決定。N位元的轉換需要N次比較，比較器只需1個。速度（數kS/s～數十MS/s）、精度（8～18位元）與功耗的平衡良好，是微控制器內建ADC的主流。使用積分的是雙斜率式，使用過取樣的是ΔΣ式。

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正確答案：A. 藉由過取樣與雜訊整形，容易獲得高解析度

ΔΣ式以遠高於訊號頻寬的頻率取樣（過取樣），並透過回授迴路將量化雜訊推向高頻側（雜訊整形），再以數位濾波器去除。即使量化器只是粗略的1位元，在低頻也能獲得20位元以上的解析度，而且不太依賴類比元件的精度。用於音訊、量測與感測器讀取，但延遲較大，不適合高速用途。