[工学]lecture11_模数转换简介.ppt

3.子区间ADC 和两步flashADC原理一样，只是把转换分为多步进行， 这样所需的比较器数目更少，节约了面积和功耗，可以 实现较高的分辨率；但对一次采样完成转换需要更多个 时钟周期。可以看出在速度和精度要求上一直存在着矛盾。 12.3.3 A/D转换器的主要电路形式 4 流水线ADC 与普通的子区间ADC比较，每一级加入了采样保持电路可以使各级并行工作，这样在每个时钟周期都有转换完成的数据输出，解决了速度和精度方面的矛盾；另外加入了级间增益放大器，降低下一级比较器的精度要求。 12.3.3 A/D转换器的主要电路形式 执行器1 执行器2 执行器3 … 执行器n t1 t2 t3 tn 每个产品或者要处理的数据按顺序要通过所有的步骤； 各个处理步骤可以同时工作； 当产品或数据填满流水线时，每个执行周期都有产品或数据输出。 12.3.3 A/D转换器的主要电路形式 4 流水线ADC 该流水线ADC采用四级 流水线结构，每一级的 模数转换由一个低分辨 率的并行ADC完成，各 级输出数字位的和为13， 原因是采用了一种数字 纠错算法引入了冗余位， 当各级的数字量输入到 数字纠错逻辑处理后， 输出了10位的数字量。 12.3.3 A/D转换器的主要电路形式 4 流水线ADC 每一级的运算分为采样和保持两个阶段；第一级首先进行采样，半个时钟周期后，第一级进入保持阶段，同时第一级的并行ADC开始进行模数转换，此时第二级也开始对第一级的信号进行采样；再过半个时钟周期，第二级进入保持阶段，在保持阶段，MDAC完成减法和放大功能，此时采样/保持电路将前后两级隔离开来，第二级的并行ADC开始对放大的余数信号执行模数转换，而第一级可以同时开始新的采样，后面各级工作原理相同。 采样 保持 采样 保持 采样 保持 采样 保持 12.3.3 A/D转换器的主要电路形式 4 流水线ADC D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 第一级 第二级 第三级 第四级 D9~D12 D6~D8 D3~D5 D0~D2 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 第一级 第二级 第三级 第四级 D9~D12 D6~D8 D3~D5 D0~D2 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 第一级 第二级 第三级 第四级 D9~D12 D6~D8 D3~D5 D0~D2 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 第一级 第二级 第三级 第四级 D9~D12 D6~D8 D3~D5 D0~D2 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 第一级 第二级 第三级 第四级 D9~D12 D6~D8 D3~D5 D0~D2 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 第一级 第二级 第三级 第四级 D9~D12 D6~D8 D3~D5 D0~D2 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 第一级 第二级 第三级 第四级 D9~D12 D6~D8 D3~D5 D0~D2 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 第一级 第二级 第三级 第四级 D9~D12 D6~D8 D3~D5 D0~D2 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 第一级 第二级 第三级 第四级 D9~D12 D6~D8 D3~D5 D0~D2 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 锁存器 第一级 第二级 第三级 第四级 D9~D12 D6~D8 D3~D5 D0~D2 12.3.3 A/D转换器的主要电路形式 4 流水线ADC 单斜模数转换器 两级比较器：COM 数模转换器（斜坡发生器）：DAC有多种实现方式 两极锁存器:latch 温度计码和格雷码计数器:Counter 5.单斜模数转换器 12.3.3 A/D转换器的主要电路形式 DAC（斜坡发生器） 功能： 产生一个按阶梯变化的斜坡信号 阶梯值满足n-bit精度要求，如：8 bit精度，输入范围为1V，则: Step=1/28=3.9mV 驱动大负载 实现： 电容阵列充放电产生阶梯性斜坡 信号 Source-Follower提高驱动负载能力 其他实现方法 12.3.3