Перетворювач Класифікація AD перетворювачів

Нижче наведено короткий вступ до основних принципів і характеристик кількох поширених типів: інтегральний тип, тип послідовного наближення, тип паралельного порівняння/послідовний паралельний тип Σ-Δ Тип модуляції, тип послідовного порівняння масиву конденсаторів і тип перетворення частоти напруги.
1) Інтегральний тип (наприклад, TLC7135)
Принцип роботи інтегрального типу AD полягає у перетворенні вхідної напруги в час (сигнал ширини імпульсу) або частоту (частота імпульсу), а потім отримання цифрового значення за допомогою таймера/лічильника. Його перевага полягає в тому, що висока роздільна здатність може бути досягнута за допомогою простої схеми, але його недолік полягає в тому, що коефіцієнт перетворення надзвичайно низький через залежність точності перетворення від часу інтегрування. Спочатку більшість однокристальних АЦП використовували інтегральний тип, але тепер послідовний тип порівняння поступово став основним.
2) Тип послідовного порівняння (наприклад, TLC0831)
Тип послідовного порівняння AD складається з компаратора та цифрово-аналогового перетворювача, які побудовані за допомогою логіки послідовного порівняння. Починаючи з MSB, вхідна напруга послідовно порівнюється з виходом вбудованого ЦАП для кожного біта, а цифрове значення виводиться після n порівнянь. Його масштаб помірний. Його перевагами є висока швидкість, низьке енергоспоживання, висока ціна при низькій роздільній здатності (12 біт).
3) Тип паралельного порівняння/тип послідовного паралельного порівняння (наприклад, TLC5510)
Тип паралельного порівняння AD використовує кілька компараторів для виконання перетворення лише для одного порівняння, також відомого як тип Flash (швидкий). Через надзвичайно високий коефіцієнт перетворення n-бітне перетворення вимагає 2n-1 компараторів, що призводить до великого розміру схеми та високої ціни, що робить його придатним лише для високошвидкісних полів, таких як відеоконвертери AD.
Структура AD типу послідовного паралельного порівняння є між паралельним типом і типом послідовного порівняння. Найтиповіший складається з двох n/2--розрядних паралельних аналого-цифрових перетворювачів у поєднанні з цифрово-цифровим перетворювачем, який виконує перетворення за допомогою двох порівнянь, тому його називають типом напівпрошивки. Існує також тип AD, який поділяється на три або більше кроків для досягнення перетворення AD, який називається AD типу багатокрокового/субпереходу, а з точки зору часу перетворення його також можна назвати AD типу конвеєрного типу. Сучасний градуйований AD також включає такі функції, як виконання числових операцій над кількома результатами перетворення та коригування характеристик. Цей тип AD має вищу швидкість, ніж послідовний тип порівняння, і менший розмір схеми, ніж паралельний тип.
4) Σ-Δ (Sigma?/FONT>дельта) тип модуляції (наприклад, AD7705)
Σ-Δ Тип AD складається з інтегратора, компаратора, 1-бітового ЦАП-перетворювача та цифрового фільтра. В принципі, він схожий на інтегральний тип, який перетворює вхідну напругу в сигнал часу (широти імпульсу) і обробляє його за допомогою цифрового фільтра для отримання цифрового значення. Цифрова частина схеми в основному легко бути монолітною, тому легко досягти високої роздільної здатності. В основному використовується для аудіо та вимірювання.
5) Тип послідовного порівняння конденсаторної матриці
Тип послідовного порівняння масиву конденсаторів AD використовує метод матриці конденсаторів у вбудованому цифровому перетворювачі, також відомий як тип перерозподілу заряду. Значення більшості резисторів у типовому цифрово-аналоговому перетворювачі з резистивною матрицею мають бути узгодженими, а створити високоточні резистори на одній мікросхемі нелегко.