并行比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器工作原理及特點

★★★★★【文章導(dǎo)讀】：并行比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器工作原理及特點具體內(nèi)容是：圖11.9.13位并行a/d轉(zhuǎn)換器3.工作原理圖中的8個電阻將參考電壓vref分成8個等級，其中7個等級的電壓分別作為7個比較器c1～c7的參考電壓，其數(shù)值分別為vref/15、3vref/15…、13vref/15。輸入電壓為v1，它的大小決…

來源：日期：2013-12-17 21:35:16 人氣：標(biāo)簽：

圖11.9.1 3位并行a/d轉(zhuǎn)換器

3.工作原理

圖中的8個電阻將參考電壓vref分成8個等級，其中7個等級的電壓分別作為7個比較器 c1～c7 的參考電壓，其數(shù)值分別為vref/15、3vref/15…、13vref/15。輸入電壓為v1，它的大小決定各比較器的輸出狀態(tài)，如當(dāng)0≤v1< vref/15時，c7～c1的輸出狀態(tài)都為0;當(dāng)3vref/15≤v1<5vref/15時，比較器c6和c7的輸出co6=co7=1，余各比較器的狀態(tài)均為0。根據(jù)各比較器的參考電壓值，可以確定輸入模擬電壓值與各比較器輸出狀態(tài)的關(guān)系。比較器的輸出狀態(tài)由d觸發(fā)器存儲，經(jīng)優(yōu)先編碼器編碼，得到數(shù)字量輸出。優(yōu)先編碼器優(yōu)先級別高是i7 ，低的是i1。

設(shè)v1變化范圍是 0～vref，輸出3位數(shù)字量為d2d1d0,3位并行比較型a/d轉(zhuǎn)換器的輸入、輸出關(guān)系如表10.2.1所示。

表11.9.1 3位并行a/d轉(zhuǎn)換器輸入與輸出關(guān)系對照表

4.特點

(1)由于轉(zhuǎn)換是并行的，其轉(zhuǎn)換時間只受比較器、觸發(fā)器和編碼電路延遲時間的限制，因此轉(zhuǎn)換速度快。

(2)隨著分辨率的提高，元件數(shù)目要按幾何級數(shù)增加。一個n位轉(zhuǎn)換器，所用比較器的個數(shù)為2n-1，如8位的并行a/d轉(zhuǎn)換器就需要28-1=255個比較器。由于位數(shù)愈多，電路愈復(fù)雜，因此制成分辨率較高的集成并行a/d轉(zhuǎn)換器是比較困難的。

(3)精度取決于分壓網(wǎng)絡(luò)和比較電路。

(4)動態(tài)范圍取決于vref。

單片集成并行比較型a/d轉(zhuǎn)換器的產(chǎn)品很多，如ad公司的ad9012(ttl工藝，8位)、ad9002(ecl工藝，8位)、ad9020(ttl工藝，10位)等。

5.改進(jìn)方法

為了解決提高分辨率和增加元件數(shù)的矛盾，可以采取分級并行轉(zhuǎn)換的方法。10位分級并行a/d轉(zhuǎn)換原理如圖11.9.2所示。圖中輸入模擬信號v1，經(jīng)取樣-保持電路后分兩路，一路先經(jīng)第一級5位并行a/d轉(zhuǎn)換進(jìn)行粗轉(zhuǎn)換得到輸出數(shù)字量的高5位，另一路送至減發(fā)器，與高5位d/a轉(zhuǎn)換得到的模擬電壓相減。由于相減所得到的差值電壓小于1vlsb，為保證第二級a/d轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度，將差值放大25=32倍，送第二級5位并行比較a/d轉(zhuǎn)換器，得到低5位輸出。這種方法雖然在速度上作了犧牲，卻使元件數(shù)大為減少，在需要兼顧分辨率和速度的情況下常被采用。