0
收藏
微博
微信
复制链接

AD转换电路的工作原理及分类(下)

2023-03-15 10:06
531

之前更新的AD转换电路系列文谈了闪烁型AD电路、电容积分型AD电路和逐次逼近型AD转换电路,接下来我们来聊聊∑-△型AD电路和流水线型AD电路,希望对小伙伴们有所帮助。

想看之前系列文可点击右侧链接《AD转换电路的工作原理及分类(上)》和《AD转换电路的工作原理及分类(中)》。

4、∑-△型AD转换电路

1.png

如图所示,该图是∑-△型AD转换电路的结构如图,工作原理是过采样技术实现的,可分为模拟∑-△型调制器和数字抽取滤波器,∑-△型调制器是以极高的采样率对输入的模拟信号采样,并对这两个采样之间的差值进行地位量化,产生用低位码表示的高速∑-△型数字流;然后将其送到数字抽取滤波器进行抽取滤波,得到高分辨率的数字信号。∑-△型AD转换的优点是转换精度高,可达24bit以上,它将过采样技术和噪声整形技术、数字滤波器技术相结合来获得高分辨率和理想的噪声衰减特性,其特点是需要少量关键的模拟器件,大部分功能都在数字领域完成,这样能充分利用成熟的数字处理技术,实现与数字系统的集成,同时降低对元器件匹配精度的要求,但过采样技术要求采样频率远高于输入信号频率,限制了输入信号的贷款,;且随着过采样率的增加,功耗会大大增加,因此该类芯片主要应用在音频、数据测量等低频高分辨率场合。为了将∑-△型AD转换电路与高速应用相结合,可采用多级噪声整形结构、多位量化法等,它们均能在保证高分辨率的前提下通过适当降低过采样率来达到提高转换速率的目的。

5、流水线型AD转换电路

2.png

流水线型AD转换电路采用多个低分辨率的闪烁型AD转换电路对采样信号进行分级量化,然后将各级的数字输出进行延迟和组合校正,产生一个高分辨率的数字输出。如图所示为走级流水线型AD转换电路的结构框图。每一级都包含抽样保持电路、低分辨率的AD子转换电路、低分辨率的DA转换电路、减法器和级间增益放大器。这种AD转换电路的优点是:每级都有独立的抽样保持电路,可以同时对前一级的余量进行处理,达到很高的转换速率;每一级数字输出都有冗余位,可以利用数字校正技术消除冗余,提高分辨率;与同分辨率的闪烁型AD转换电路相比,它能大大降低电路规模与功耗。但它也存在一些缺点:需要复杂的基准电路与偏置结构;输入信号必须穿过数级电路,造成流水线延迟;而各级输出必须要严格同步;要求50%的占空因数以及最小的时钟频率等。为了提高流水线型AD转换电路的性能,采用了多种方法。如采用开环结构、双抽样等新技术来提高速度;采用自我校正算法、背景校正算法等新的数字校正算法来提高分辨率。流水线型AD转换还可以在保持高速高分辨率的同时,采用各种技巧来减少功耗。比如流水线各级组件的按比例减小,使用动态比较器、运算放大器的共用等都被提出;特别是低电压电源的使用,给流水线型AD提出了更高的设计要求。

登录后查看更多
0
评论 0
收藏
侵权举报
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表凡亿课堂立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容图片侵权或者其他问题,请联系本站作侵删。

热门评论0

相关文章

小白电子

一个从小白过来的电子工程师,并且想让更多的电子小白变成对国家有用的电子设计工程师

开班信息