Аналого-цифровой преобразователь: различия между версиями

[непроверенная версия][непроверенная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
→‎См. также: дополнение
→‎Типы АЦП: исправление
Строка 160:
* ''[[АЦП прямого преобразования|Параллельные АЦП прямого преобразования]]'' '''([[:en:Flash ADC|Direct-conversion (Flash) ADC]])''', полностью параллельные АЦП, содержат по одному [[компаратор]]у на каждый дискретный уровень входного сигнала. В любой момент времени только компараторы, соответствующие уровням ниже уровня входного сигнала, выдают на своём выходе сигнал превышения. Сигналы со всех компараторов поступают либо прямо в параллельный регистр, тогда обработка кода осуществляется программно, либо на аппаратный логический [[Шифратор (электроника)|шифратор]], аппаратно генерирующий нужный цифровой код в зависимости от кода на входе шифратора. Данные с шифратора фиксируются в параллельном регистре. Частота дискретизации параллельных АЦП, в общем случае, зависит от аппаратных характеристик аналоговых и логических элементов, а также от требуемой частоты выборки значений. Параллельные АЦП прямого преобразования — самые быстрые, но обычно имеют разрешение от 8 бит, как цифровые осциллографы, так как влекут за собой большие аппаратные затраты (<math>2^n-1=2^8-1=255</math> компараторов). АЦП этого типа имеют очень большой размер кристалла [[микросхема|микросхемы]], высокую входную [[электрическая ёмкость|ёмкость]], и могут выдавать кратковременные ошибки на выходе. Часто используются для [[видео]] или других высокочастотных сигналов, а также широко применяются в промышленности для отслеживания быстро изменяющихся процессов в реальном времени. Профессиональные модели могут иметь разрешение до 14 бит и выше<ref>[http://caen.it CAEN страница производителя АЦП]</ref>.
* ''Параллельно-последовательные АЦП прямого преобразования'' '''(Subranging Direct-conversion (Flash) ADC)'''<ref>[http://chernykh.net/content/view/672/ Последовательно-параллельные АЦП]</ref> частично последовательные АЦП. Были предложены R. Staffin и R. Lohman R. в 1956 году (Staffin and R. Lohman, "Signal Amplitude Quantizer", U.S. Patent 2,869,079, Filed December 19, 1956, Issued January 13, 1959)<ref>[http://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-024.pdf Analog Devices. ADC Architectures V: Pipelined Subranging ADCs
by Walt Kester. Figure 1]</ref>. Немного уменьшая высокое быстродействие позволяют значительно уменьшить количество компараторовОУ (до <math>k\cdot(2cdot2^{n/k}+k-1)</math>, где n — число битов выходного кода, а k — число параллельных АЦП прямого преобразования), требующееся для преобразования аналогового сигнала в цифровой (при 8-ми битах и 2-х АЦП требуется 3033 компараторовОУ). Используют два или более (k) шага-поддиапазона. При k=2 преобразователь называется '''Half-Flash (Subranging) ADC'''. Содержат в своем составе k параллельных АЦП прямого преобразования. Второй, третий и т. д. АЦП служат для уменьшения ошибки квантования первого АЦП путём оцифровки этой ошибки. На первом шаге производится грубое преобразование (с низким разрешением). Далее определяется разница между входным сигналом и аналоговым сигналом, соответствующим результату грубого преобразования (со вспомогательного ЦАП, на который подаётся грубый код). На втором шаге найденная разница умножается на <math>2^{n/k}</math> и подвергается следующему преобразованию. Полученный код объединяется с грубым кодом для получения полного выходного цифрового значения. АЦП этого типа медленнее параллельных АЦП прямого преобразования, имеют высокое разрешение и небольшой размер корпуса. Для увеличения скорости выходного оцифрованного потока данных в параллельно-последовательных АЦП прямого преобразования применяется конвейерная работа параллельных АЦП.
* ''Конвейерная работа АЦП'' '''(Pipelined Subranging Direct-conversion (Flash) ADC)'''<ref>[http://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-024.pdf Analog Devices. ADC Architectures V: Pipelined Subranging ADCs
by Walt Kester. Figure 9]</ref>, применяется в параллельно-последовательных АЦП прямого преобразования, в отличие от обычного режима работы параллельно-последовательных АЦП прямого преобразования, в котором данные передаются после полного преобразования, при конвейерной работе данные частичных преобразований передаются по мере готовности до окончания полного преобразования. В 1966 году Kinniment и др. предложили архитектуру параллельно-последовательного АЦП прямого преобразования с рециркуляцией (Recirculating ADC Architecture)<ref>[http://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-024.pdf Analog Devices. ADC Architectures V: Pipelined Subranging ADCs