32. Параллельно-последовательные циу. Основные особенности построения ацп с постоянными порогами.
Получение параллельных АЦП с высоким быстродействием с числом разрядов больше 10 представляет собой трудно разрешимую на сегодня задачу. Однако можно использовать компромиссное решение – параллельно – последовательные структуры. В них двоичные разряды преобразования разбиваются на несколько групп, внутри каждой группы идет параллельное преобразование, но группы за группой работают во времени последовательно. Такое сочетание позволяет объединить достоинства параллельного преобразования (быстродействие) и посл-ного (простота реализации, высокая линейность), а также уменьшить их недостатки (большие аппаратурные затраты и высокая идентичность компараторов у параллельных АЦП и низкое быстродействие у последовательных АЦП). Эффективность такого сочетания наглядно демонстрирует таблица способов построения 12 разрядного АЦП:
|
Кол-во групп |
Кол-во устройств сравнения |
Время преобразования |
Метод преобразования |
|
1 |
212-1= 4095 |
tПР |
Параллельный |
|
2 |
2(26-1) = 126 |
2tПР+ tДОП |
Параллельно - последовательный |
|
3 |
3(24-1) = 45 |
3tПР+ 2tДОП | |
|
4 |
4(23-1) = 28 |
4tПР+ 3tДОП | |
|
6 |
6(22-1) = 18 |
6tПР+ 5tДОП | |
|
12 |
1 |
12tПР |
Последовательный |
tДОП. – дополнительное время, затрачиваемое на передачу сигнала от группы к группе.
//-но – послед-ные ЦИУ подразделяются на 2 осн-х типа: с пост-ми порогами оп-го напряжения (компараторов) и переменными порогами. В АЦП с пост-ми порогами два или более АЦП работают посл-но во времени
35. Каскадирование параллельных ацп для увеличения числа разрядов или быстродействия. Особенности построения.
Увеличить разр-ть //-го АЦП на 1 разр. можно практ-ки всегда при //-м же включении. Здесь оба АЦП реализуют одну шкалу вх-го напр-я Uвх. Если знач-я Uвх преобр-ся одним из АЦП, то в кач-ве доп-го 9-го разр. может выступать вых-й сигнал эл-та «И», показыв-й либо переполнение одного из АЦП и переход в другую половину шкалы (добавление старшего разряда), либо знак преобразуемого напр-я (знак-й доп-й разряд).
Выбор работающего каждый конкретный момент времени АЦП осущ-ся этим же 9-м разрядом, управляющий работой мультиплексора. Если АЦП имеют очень высокую дифф-ю линей-ть, соответствующую существенно более высокой разр-ти(напр-р, 6-разр. АЦП имеет маленькую дифф. нел-ть, соотв-ю 10-ти или 12-ти разрядам), то на их базе можно наращивать разряды путем каскад-я по //-но-послед-ной стр-ре с использ-м этой избыточности по точности:
В данной сх. в устр-ве сумм-я-вычитания произв-ся корр-я 2-х последних разр-в (МЗР) // АЦП1 более точными старшими разр-ми (СЗР) // АЦП2. Это возможно за счет перекрытия шкал преоб-я обоих АЦП:
В итоге после корр-и 2-х мл. разр-в на выход выдается 8-ми разр-й код. Объед-е вых-го кода АЦП1 и АЦП2 позв-т получить 14-ти разр-й код. Хотя эта схема и весьма заманчива с виду, реализовать ее на число разр-в >12 практ-ки пока невоз-но – не позв-т дифф-я нел-ть хар-ки АЦП. Кроме того, реализ-я самого корр-го уст-ва сумм-выч-я, реал-я какого-то алг-ма корр-и треб-т больших аппарат=х затрат. Довольно просто можно повысить ≈ 2 раза быстр-е //АЦП путем орг-и своеобразного конвейерного режима работы с помощью такого же доп-го // АЦП:
