Модулярное АЦП — различия между версиями
(→АЦП последовательного приближения) |
|||
| (не показано 13 промежуточных версии этого же участника) | |||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
В данной статье рассмотрены различные архитектуры модулярного АЦП(A/R), а так же их сравнение между собой. | В данной статье рассмотрены различные архитектуры модулярного АЦП(A/R), а так же их сравнение между собой. | ||
| − | =Flash A/R Converter= | + | =Виды АЦП= |
| + | ==Flash A/R Converter== | ||
Идеология абсолютно такая же, как и для обыкновенного АЦП.Для построения n-битного модулярного АЦП необходимо 2<sup>n</sup>-1 компараторов и 2<sup>n</sup> резисторов. Разница между модулярным и позиционным АЦП заключается в декодере. Ниже приведена схема для декодера унарного кода в модулярное представление. | Идеология абсолютно такая же, как и для обыкновенного АЦП.Для построения n-битного модулярного АЦП необходимо 2<sup>n</sup>-1 компараторов и 2<sup>n</sup> резисторов. Разница между модулярным и позиционным АЦП заключается в декодере. Ниже приведена схема для декодера унарного кода в модулярное представление. | ||
[[Изображение:Thermometer_code.jpg]][[Изображение:Thermometer_code_2.jpg]] | [[Изображение:Thermometer_code.jpg]][[Изображение:Thermometer_code_2.jpg]] | ||
| − | Для любого входного значения X из M только один XOR будет на выходе генерировать логическую единицу,тем самым активируя буфер.Выход из каждого буфера является искомым остатком операции деления X по модулю mr. | + | Для любого входного значения X из M только один XOR будет на выходе генерировать логическую единицу,тем самым активируя буфер.Выход из каждого буфера является искомым остатком операции деления X по модулю mr.После этого данные попадают в ПЛМ(PLA) размерности mr на log2(mr-1). |
| + | |||
| + | Задержка распространения сигнала в модулярном АЦП определяется 4 параметрами: | ||
| + | *задержкой компаратора | ||
| + | *задержкой XOR | ||
| + | *задержкой буфера | ||
| + | *задержкой ПЛМ | ||
| + | |||
| + | Задержку позиционного АЦП определяет всего 2 параметра: | ||
| + | *задержка компаратора | ||
| + | *задержка ROM | ||
| + | |||
| + | Как правило,для больших чисел сумма задержки буфера,XOR и ПЛМ много меньше задержки ROM. | ||
| + | |||
| + | ===Iterative flash A/R converter=== | ||
| + | |||
| + | Схема является двухступенчатой: на первом этапе генерируется базовое значение,на втором остатки от деления.Аналоговый сигнал делится и подаётся на первый конвертер(FC1), который генерирует m старших битов частного. Они записываются в первый регистр(R1) при помощи мультиплексора.Далее начинается вторая стадия. Бинарное представление частного конвертируется в аналоговую форму и дифференциальный усилитель,на второй вход которого подаётся изначальный аналоговый сигнал. Далее происходит конвертирование аналогового сигнала в цифровое представление на FC2, которое и является модулярным видом числа. Процесс повторяется k раз,где k: | ||
| + | [[Изображение:K.jpg]] | ||
| + | |||
| + | [[Изображение:Iterative_ARC.jpg]] | ||
| + | |||
| + | ===Двухступенчатый АЦП=== | ||
| + | |||
| + | На картинке ниже представлена архитектура АЦП,использующая модули {7,8,9}. Принцип работы очень похож на итерационный АЦП с той лишь разницей,что всё делается за 1 цикл. Остаток по модулю m3 являетcя выходом из конвертера ADC2. Два других остатка вычисляются по таблице. Использование этой таблицы удерживает на том же уровне энергопотребление и площадь,но создаёт дополнительную задержку. | ||
| + | [[Изображение:Simulink_model.jpg]] | ||
| + | |||
| + | ==АЦП последовательного приближения== | ||
| + | Основная идея такая же как и при конвертировании в бинарное представление. Разница заключается в следующем: | ||
| + | *компаратор заменён на дифференциальный усилитель | ||
| + | *для генерации непосредственно остатков используется второй конвертер | ||
| + | *ЦАП изменён таким образом чтобы усиливать выход в mr раз,где mr - выбранный модуль. | ||
| + | |||
| + | Преобразование длится B+1 цикл, где И это количество битов в SAR, и разрешение n выбирается из условия M>=2<sup>n</sup> [[Изображение:B.jpg]] | ||
| + | [[Изображение:Aproxim_ARC.jpg]] | ||
Текущая версия на 11:47, 11 марта 2013
В данной статье рассмотрены различные архитектуры модулярного АЦП(A/R), а так же их сравнение между собой.
Содержание
Виды АЦП
Flash A/R Converter
Идеология абсолютно такая же, как и для обыкновенного АЦП.Для построения n-битного модулярного АЦП необходимо 2n-1 компараторов и 2n резисторов. Разница между модулярным и позиционным АЦП заключается в декодере. Ниже приведена схема для декодера унарного кода в модулярное представление.
Для любого входного значения X из M только один XOR будет на выходе генерировать логическую единицу,тем самым активируя буфер.Выход из каждого буфера является искомым остатком операции деления X по модулю mr.После этого данные попадают в ПЛМ(PLA) размерности mr на log2(mr-1).
Задержка распространения сигнала в модулярном АЦП определяется 4 параметрами:
- задержкой компаратора
- задержкой XOR
- задержкой буфера
- задержкой ПЛМ
Задержку позиционного АЦП определяет всего 2 параметра:
- задержка компаратора
- задержка ROM
Как правило,для больших чисел сумма задержки буфера,XOR и ПЛМ много меньше задержки ROM.
Iterative flash A/R converter
Схема является двухступенчатой: на первом этапе генерируется базовое значение,на втором остатки от деления.Аналоговый сигнал делится и подаётся на первый конвертер(FC1), который генерирует m старших битов частного. Они записываются в первый регистр(R1) при помощи мультиплексора.Далее начинается вторая стадия. Бинарное представление частного конвертируется в аналоговую форму и дифференциальный усилитель,на второй вход которого подаётся изначальный аналоговый сигнал. Далее происходит конвертирование аналогового сигнала в цифровое представление на FC2, которое и является модулярным видом числа. Процесс повторяется k раз,где k:
Двухступенчатый АЦП
На картинке ниже представлена архитектура АЦП,использующая модули {7,8,9}. Принцип работы очень похож на итерационный АЦП с той лишь разницей,что всё делается за 1 цикл. Остаток по модулю m3 являетcя выходом из конвертера ADC2. Два других остатка вычисляются по таблице. Использование этой таблицы удерживает на том же уровне энергопотребление и площадь,но создаёт дополнительную задержку.
АЦП последовательного приближения
Основная идея такая же как и при конвертировании в бинарное представление. Разница заключается в следующем:
- компаратор заменён на дифференциальный усилитель
- для генерации непосредственно остатков используется второй конвертер
- ЦАП изменён таким образом чтобы усиливать выход в mr раз,где mr - выбранный модуль.
Преобразование длится B+1 цикл, где И это количество битов в SAR, и разрешение n выбирается из условия M>=2n 
