Converter Classificatie van AD-converters

Hieronder vindt u een korte inleiding tot de basisprincipes en kenmerken van verschillende veelgebruikte typen: integraal type, opeenvolgend benaderingstype, parallel vergelijkingstype/serieel parallel type Σ-Δ modulatietype, condensatorarray sequentieel vergelijkingstype en spanningsfrequentieconversietype.
1) Integraaltype (zoals TLC7135)
Het werkingsprincipe van het integrale type AD is om de ingangsspanning om te zetten in tijd (pulsbreedtesignaal) of frequentie (pulsfrequentie), en vervolgens de digitale waarde te verkrijgen door de timer/teller. Het voordeel is dat met een eenvoudige schakeling een hoge resolutie kan worden bereikt, maar het nadeel is dat de conversiesnelheid extreem laag is vanwege de afhankelijkheid van de conversienauwkeurigheid van de integratietijd. In het begin gebruikten de meeste AD-converters met één chip het integrale type, maar nu is het sequentiële vergelijkingstype geleidelijk mainstream geworden.
2) Type sequentiële vergelijking (zoals TLC0831)
Het sequentiële vergelijkingstype AD bestaat uit een comparator en een DA-omzetter, die zijn opgebouwd via sequentiële vergelijkingslogica. Beginnend bij MSB wordt de ingangsspanning voor elke bit sequentieel vergeleken met de uitgang van de ingebouwde DA-omzetter, en wordt de digitale waarde na n vergelijkingen uitgevoerd. De circuitschaal is gematigd. De voordelen zijn hoge snelheid, laag energieverbruik en hoge prijs bij lage resolutie (12 bits).
3) Type parallelle vergelijking/type seriële parallelle vergelijking (zoals TLC5510)
Het parallelle vergelijkingstype AD gebruikt meerdere comparators om de conversie voor slechts één vergelijking uit te voeren, ook wel het FLash-type (snel) genoemd. Vanwege de extreem hoge conversiesnelheid vereist n-bit-conversie 2n-1 comparatoren, wat resulteert in een grote circuitgrootte en een hoge prijs, waardoor het alleen geschikt is voor hogesnelheidsvelden zoals video-AD-converters.
De seriële parallelle vergelijkingstype AD-structuur bevindt zich tussen het parallelle type en het sequentiële vergelijkingstype. De meest typische bestaat uit twee n/2-bit parallelle AD-converters gecombineerd met een DA-converter, die de conversie uitvoert via twee vergelijkingen, en wordt daarom het Half Flash-type genoemd. Er is ook een type AD dat is onderverdeeld in drie of meer stappen om AD-conversie te bereiken, dit wordt een AD van het type Multistep/Subcrossing genoemd, en vanuit het perspectief van de conversietiming kan het ook een AD van het Pipeline-type worden genoemd. Modern gesorteerde AD omvat ook functies zoals het uitvoeren van numerieke bewerkingen op meerdere conversieresultaten en het corrigeren van kenmerken. Dit type AD heeft een hogere snelheid dan het sequentiële vergelijkingstype en een kleinere circuitgrootte dan het parallelle type.
4) Σ-Δ (Sigma?/FONT>delta) modulatietype (zoals AD7705)
Σ-Δ Het type AD bestaat uit een integrator, comparator, 1-bit DA-omzetter en digitaal filter. In principe is het vergelijkbaar met een integraal type, dat de ingangsspanning omzet in een tijdsignaal (pulsbreedte) en dit verwerkt met een digitaal filter om een ​​digitale waarde te verkrijgen. Het digitale deel van het circuit is in principe eenvoudig monolithisch, dus het is gemakkelijk om een ​​hoge resolutie te bereiken. Hoofdzakelijk gebruikt voor audio en metingen.
5) Sequentieel vergelijkingstype van condensatorarray
Het sequentiële vergelijkingstype AD van de condensatorarray maakt gebruik van de condensatormatrixmethode in de ingebouwde DA-omzetter, ook bekend als het ladingsherverdelingstype. De waarden van de meeste weerstanden in een typische resistieve array-DA-converter moeten consistent zijn, en het genereren van zeer nauwkeurige weerstanden op een enkele chip is niet eenvoudig.