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并行比較型模數轉換器工作原理及特點

★★★★★【文章導讀】:并行比較型模數轉換器工作原理及特點具體內容是:圖11.9.13位并行a/d轉換器3.工作原理圖中的8個電阻將參考電壓vref分成8個等級,其中7個等級的電壓分別作為7個比較器c1~c7的參考電壓,其數值分別為vref/15、3vref/15…、13vref/15。輸入電壓為v1,它的大小決…

來源: 日期:2013-12-17 21:35:16 人氣:標簽:

并行比較型模數轉換器工作原理及特點

     

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圖11.9.1 3位并行a/d轉換器

    3.工作原理

    圖中的8個電阻將參考電壓vref分成8個等級,其中7個等級的電壓分別作為7個比較器 c1~c7 的參考電壓,其數值分別為vref/15、3vref/15…、13vref/15。輸入電壓為v1,它的大小決定各比較器的輸出狀態,如當0≤v1< vref/15時,c7~c1的輸出狀態都為0;當3vref/15≤v1<5vref/15時,比較器c6和c7的輸出co6=co7=1,余各比較器的狀態均為0。根據各比較器的參考電壓值, 可以確定輸入模擬電壓值與各比較器輸出狀態的關系。比較器的輸出狀態由d觸發器存儲,經優先編碼器編碼,得到數字量輸出。 優先編碼器優先級別 高是i7 , 低的是i1。

    設v1變化范圍是 0~vref,輸出3位數字量為d2d1d0,3位并行比較型a/d轉換器的輸入、輸出關系如表10.2.1所示。

    表11.9.1 3位并行a/d轉換器輸入與輸出關系對照表

1.jpg 

    4.特點

    (1)由于轉換是并行的,其轉換時間只受比較器、觸發器和編碼電路延遲時間的限制,因此轉換速度 快。

    (2)隨著分辨率的提高,元件數目要按幾何級數增加。一個n位轉換器,所用比較器的個數為2n-1,如8位的并行a/d轉換器就需要28-1=255個比較器。由于位數愈多,電路愈復雜,因此制成分辨率較高的集成并行a/d轉換器是比較困難的。

    (3)精度取決于分壓網絡和比較電路。

    (4)動態范圍取決于vref。

    單片集成并行比較型a/d轉換器的產品很多,如ad公司的ad9012(ttl工藝,8位)、ad9002(ecl工藝,8位)、ad9020(ttl工藝,10位)等。

    5.改進方法

    為了解決提高分辨率和增加元件數的矛盾,可以采取分級并行轉換的方法。10位分級并行a/d轉換原理如圖11.9.2所示。圖中輸入模擬信號v1,經取樣-保持電路后分兩路,一路先經第一級5位并行a/d轉換進行粗轉換得到輸出數字量的高5位,另一路送至減發器,與高5位d/a轉換得到的模擬電壓相減。由于相減所得到的差值電壓小于1vlsb,為保證第二級a/d轉換器的轉換精度,將差值放大25=32倍,送第二級5位并行比較a/d轉換器,得到低5位輸出。這種方法雖然在速度上作了犧牲,卻使元件數大為減少,在需要兼顧分辨率和速度的情況下常被采用。

     

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圖11.9.2 分級并行轉換10位a/d轉換器

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