AD转换电路的外特性研究

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1、北京交通大学数字电子技术研究论文A/D转换电路的外特性研究——分辨率为32位、转换速度为10ns的4/D转换电路的设计思路学院:•电信学院专业：自动化学号：10212064学生：黄静指导教师：侯建军2012年12月目录一必转换的基本原理1二必转换的过程2三当前的几种较为常见的必转换电路的外特性研究23.1积分型必转换器原理及外特性33.2逐次比较型必转换电路的原理及外特性33.3并行比较型必转换电路的原理及外特性43.4过采样工-△型血转换电路的原理及外特性43.5流水线型血转换电路的原理及外特性43.6几种AD转换电路的外特性比较6四设计一个分辨率为32位、转换

2、速度为10/7S的必转换电路（不计成本〉64.1通过对上述必转换电路外特性的研究确定设计思路64.2闪烁型必转换电路的设计思路74.3流水线型必转换电路7五对其未来发展的展望105.1工艺不断改进，结构不断化简，功耗降低105.2转换速度不断提高，在高速下尽可能地提髙分辨率10六总结10A/D转换电路的外特性研究分辨率为32位、转换速度为10ns的切转换电路的设计思路黄静北京交通大学电子信息工程学院自动化1003班摘要：本文从基本原理，转换过程，实现技术和发展趋势等几个方面来介绍A/D转换电路,着重研究几种电路的外特性，并且对设计一个分辨率为32位、转换速度为10

3、ns的A/D转换电路（不计成本）提出并行比较型和流水线型电路两种设计思路，并对其未来进行展望关键字：外特性流水线型A/D转换电路并行比较型A/D转换电路转换速度分辨率正文生活之中你是否常常有这样的疑惑，为什么优美的音乐能够从小小的mp3中播放出來，我们的话语能够由一根小小的电话线传播，小小的相机能够存储住我们美好的时光。我们常常说人类社会正在步人信息吋代，而信息吋代的一个重要标志就是数字化。得益于计算机技术的发展，数字信号处理起来要比模拟信号方便得多，人们更愿意将模拟信号转换成数字信号来处理。作为数字信号和模拟信号之间的桥梁，八/D转换器当仁不让成为数字化的核心—

4、必转换的基本原理A/D转换的过程是将模拟输入信号转换成M立二进制数字输出信号的过程。若模拟参考呈为R，则输;I：数字量D和输入模拟量A之间的关系为D~A/R其原理类似于用天平测量质量，数字D永远不能精确地表示被测物体质量mx,而只能以一个最小祛码nvnin的精度去逼近，加加加称为量化单位。无论mmin多小，总不能是无穷小，由加加加不能是无穷小而带来的误差称为量化误差。质量天平仪图2量化误差D”"min

5、图3积分型A/D转换器R（【REF）rMjHia/d转换类AD转换器二》。似用天平远质量•VD转换图1天平模型二、必转换的过程A/D转换可分为4个阶段：即采样、保

6、持、量化和编码。采样就是将一个时间上连续变化的信号转换成吋间上离散的信号，考虑到模数转换器件的非线性失真、量化噪声及接收机噪声等因素的影响，采样频率一般取2.5〜3倍的最高频率成分。保持是将时间离散、数值连续的信号变成时间连续、数值离散信号，虽然逻辑上保持器是一个独立的单元，但是，实际上保持器总是与采样器做在一起，两者合称采样保持器。。采样输出的信号在保持期间即可进行量化和编码，量化是将时间连续、数值离散的信号转换成吋I'可离散、幅度离散的信号；编码是将量化后的信号编码成二进制代码输115。到此，也就完成了A/D转换，这些过程通常是合并进行的。三、当前的几种较为常

7、见的必转换电路的外特性研究速度和精度作为A/D转换电路的最重要的两个外部特性，研究不同电路的速度和精度，我们会发现这两者之间乂有什么内部联系呢？3.1积分型必转换器原理及外特性积分型A/D转换技术是目前最常见的技术，它有单积分和双积分两种转换方式，单积分型A/D转换电路转换精度不高，所以现在已经基本被淘汰。双积分型A/D转换电路通过两次积分将输入的模拟电压转换成与其平均值成正比的吋I'可I'可隔o与此同时，在此时间间隔内利用计数器对时钟脉冲进行计数，从而实现他转换;双积分型转换器通过对模拟输入信号的两次积分,部分抵消了由于斜坡发生器所产生的误差，提高了转换精度。双

8、积分型转换方式的外特性表现为精度较高，转换速度慢，能够大幅抑止高频噪声。双积分型转换方式是一种将模拟量转化为吋I'可量，再从吋间量转化为数字量的间接转换方式，并且由于积分电路的响应是输入信号的平均值，所以它具有较强的抗干扰能力，另外在两次积分内，只要RC元件参数不发生瞬变，转换结果就与RC无关，故分辨率相对较高，最高可以达到22位。由于积分电容的作用，能够大幅抑止高频噪声，是的电路的抗干扰能力强。但是，正是由于它是一个以时间量作为中间变量的电路，故当分辨率的要求增加时，其转换的时间必然会增加，故要提高其转换速度必然会牺牲精度。目前每秒100-300次（SPS）対应

9、的转换精度