ADC方向文獻調查筆記

2021-10-10 07:12:33 字數 3147 閱讀 2904

參考文獻

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​ 有效位數,根據實際情況算出來的,比解析度小一些。解析度是理論,有效位數更接近實際。

​ 這種有點二分法逼近的味道,理解為乙個遞迴演算法,我按照四位adc舉個例子。

​ 四位的話我們可以把電壓v分成1111(2)份(分成16份),這就是四位adc能達到的最大精度。先在暫存器中取1000,即取1/2v的值,將輸入訊號vin與暫存器中的值比較大小,如果vin小於1/2v,則將最高位記為0,下一位取1,這時暫存器中為0100;如果vin大於1/2v,則取1,下一位取1,這時暫存器中為1100。類似的我們可以遞迴的比較下去,直到最後一位被用完,即達到最大精度。上圖中的例子我們可以看見,最初暫存器的值為1000,一次比較後變為0100,第二次比較後變為0110,第三次比較後變為0101,第四次比較後變為0101,將這個值輸出即可得到輸入訊號的近似值。

優點:邏輯簡單,我這種還沒補模電的都大概看得懂。對於位數較低的情況,功耗還是很小的。

缺點:由於遞迴的存在,每對比一次都會跑一遍電路,這就意味著精度每提高一位,都會產生一次功耗,隨著取樣頻率的增加,這個功耗將會明顯增加。整個電路的執行速率,也受限於邏輯消耗,比較器的比較時間等。隨著次數的增加,dac出點么蛾子,準確度就會出事。

暫未調查

​ 流水線adc,我願意稱之為套娃adc。

​ 先找個一位的看,我把這個比作乙個「車間「。訊號從左邊進來,然後通過乙個1 bit的flash adc,識別第一位是高還是低。然後這個adc會輸出1或者0的數碼訊號,我們把這個訊號輸出,同時輸入進乙個dac,即產生乙個標準的1或者0對應的模擬訊號,我們用原訊號把這個產生的模擬訊號相減,然後通過放大器x2,輸出給下乙個pipelined adc。下面這幅圖形象的展示了這個過程。

​ 這個例子給了個0.7v的模擬訊號,然後0.5v是第乙個adc的精度,產生了乙個1,然後0.7-0.5=0.2,0.2x2=0.4,輸入給下乙個,0.4<0.5,輸出0,然後0.4-0=0.4,0.4x2=0.8······很多的」車間「連成流水線,無限套娃理論上可以無限去逼近真實值。現實中我們通常把這個一位的換成3位的,這樣一次處理就可以多產生好幾位,如下圖。

​ 由於每個流水線上的「車間」(階段,stage)處理有個先後順序,我們把這幾個3bit的輸出拿乙個模組進行調整,甚至利用數字演算法糾錯,最後整合出乙個完整的數碼訊號。

優點從原理圖上看,pipelined adc可以達到乙個較高的精度。在速度,精度,功耗上都比較均衡。據說體積還挺小的,所以很受歡迎。

缺點如果每乙個「車間」都因為器件,環境的因素產生一點點誤差的話,這個誤差會隨著每一級的放大而疊加,最後在某個位置產生足夠大的誤差使得結果出錯。每個」車間「的誤差限制了enob。要減小這個誤差,我們嘚在每乙個」車間」,或者通過後面的數字演算法上下功夫(而糾錯又會影響速度,只能根據需求不斷平衡咯)。

​ 這是乙個3bit的快閃儲存器adc,輸入訊號從左邊進來,通過一系列電阻分壓將乙個訊號分成很多份,用比較器與參考電壓相比較,就可以得到模擬訊號是在哪個範圍,用優先編碼器對這些比較結果進行編碼即可輸出為數碼訊號。圖中的比較器由下到上對應的電壓從高到低,可近似量化模擬訊號。

優點快,電流進來過幾個電阻,一級比較器,加乙個編碼器就可以得到數碼訊號,速度非常快。

缺點精度有限,體積較大,比如乙個8位的flash adc,我們需要255個比較器,每多一位需要的比較器會翻倍,一堆輸入也會使得編碼器設計複雜起來。

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