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转换器与采样电压概述

[ 时间:2018-02-08 来源:http://www.kenflor.com 作者:佛山肯富来水泵厂 点击: ]

如果仅从ADC架构本身考虑,可以实现超高转换速率的ADC只有两种,一种是全并行(FullParallel)或称快闪型(Flash)ADC;另一种是折叠插值(FoldingandInterpolating)ADC。采用这两种架构实现的ADC即便只是单通道,也可以实现超高转换速率,除了这两种架构本身,采用多通道ADC时间交织(TimeInterleaved)工作也是提升转换速率一种方法,多通道时间交织技术的出现使采用中低速ADC也有可能实现超高速采样。

 

Flash架构ADC所需要的比较器数量将会呈指数倍增长,这会导致芯片功耗、面积以及输入电容的急剧增加。此外,FlashADC中的参考广一水泵电压一般是由电阻分压得到,而电阻之间可能的失配会严重影响转换器的精度;不仅如此,由于HashADC通过比较器直接输出结果,因此比较器的分辨率直接决定了FlashADC的精度,这使电路对比较器的失调电压要求比较严格。综合以上因素考虑,FlashADC很少用于高精度场合,迄今为止分辨率超过6位的FlashADC鲜见报道。

 

FlashADC中比较器数量随分辨率呈指数倍增加的缺点限制了这种架构在更高精度ADC中的应用,不仅如此,随着ADC转换速率的提高,比较器的功耗也会逐渐增加。为了缓解比较器数量以及功耗增加的缺点,折叠技术被引入了FlashADC,这种改进大大缓解了FlashADC精度方面的限制,使得在维持高转换率的情况下高精度也成为可能。

 

由粗量化(Coarse)转换器、模拟折叠预处理电路(AnalogFoldingCircuit)和细量化(Fine)转换器组成。粗量化和细量化转换器都可以由FlashADC实现,模拟信号输入之后被分成两条路径处理,一条路径是通过粗量化FlashADC直接转换得到高Ni位数字码(MSBs);另一条路径是被折叠电路预处理将输入信号映射到一个子区间,然后再将折叠后的信号送入细量化FlashADC得到低1^2位数字码(LSBs)输出,最后经过编码器得到NdN2位数字输出,这种粗量化转换和细量化转换的同步进行使折叠结构的ADC转换速率可以很接近FlashADC。

 

广一水泵厂实际的电路中,输入信号在进入比较器比较之前通常需要预放大器对输入信号与参考电压之间的差值进行放大,以缓解后级比较器的设计难度,因此需要注意的是,尽管折叠结构的引入减少了比较器的数目,但转换器中过零点的数目是没有变化的,也就是说预放大器的数量没有改变,输入信号仍然需要驱动很大的负载。针对这个问题,内插技术被引入FlashADC以及折叠插值ADC中。

 

尽管多路时间交织结构看起来可以用很简单的方式就可以使系统实现任意高的转换速率,但事实上,多路时间交织架构的缺点也是很明显的,多路工作时,各通道之间的匹配要求很严格,通道间的失配对信号的失真影响显著,随着通道数目的增加,问题会变得更加严重。除此之外,时间交织实现的转换速率倍增是通过直接使用更多的子通道实现的,因此芯片功耗和面积也会随着通道的增多而成倍增加。

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