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4.6模数转换器ADC

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57 4.6 模/数转换器(A D C ) 一、 A D C 的分类和特性参数 (一) 定义和分类 ADC 是一种在规定的精度和分辨率之内,把接收的模拟信号转换成为成正比的数字信号的器件。分类是一个比较困难的问题,目前还没有形成统一的分类方法。这恰好说明这样一个事实,ADC 可以通过许多电路技术途径实现,相互比较,各自并没有绝对的优越性。从整个应用领域看,各种类型的 ADC 各据一方,起着相互补充的作用。 首先,按转换速度分为三类: 1. 高速 ADC,包括并行比较型(或称闪电型)传播型等。一般位数较少,转换速度在微秒以下。如 6 位闪电型 ADC,转换率可达 15MHz。 2. 中速 ADC,包括 ADC 中是主要类型之一的逐次逼近型,转换时间为微秒量级,有较多的位数。 3. 低速 ADC,以积分型为代表,转换时间在毫秒级以上,其特点是价廉。 其次,ADC 可以按有无中间参数而区分为直接 ADC 和间接 ADC 两类: 直接 ADC,如并行比较型,跟踪比较型,逐次逼近型等。 间接 ADC,如积分型,V/F 转换器等。 再次,可按 ADC 的电路结构分为有反馈和无反馈型。反馈型把 DAC 作为反馈元件,逐次逼近型为代表。无反馈型,积分型、并行比较型等大多数ADC 属于这一类。 此外,还可按照 ADC 应用领域分为通用型,高性能型,高速型等。 所有以上分类并不相互排斥,一个 ADC 品种可能同时分类于以上几个类别中。上面的分类中,也很难判断哪一分类方法更好些。因为区别仅在于强调的技术重点不同而已。 在下面的讨论中,我们将按照 ADC 的电路主要是基于模拟电路技术还是逻辑电路技术,而分为模拟 ADC 和逻辑 ADC 加以讨论。任何一个 ADC 都必然同时包括模拟和逻辑电路,有时谁为主也很难断定,所以这种分类也不是严密周到的,但这样的分类有一个好处,就是同一类型的 ADC,其工作原理,电路结构上有许多共同点,便于对照学习和作为性能上的比较。 (二) A D C 的特性参数 下面将介绍几个主要特性参数,有关误差的参数将在后面详细讨论,而误差的产生原因以及减少误差的方法,在介绍各种 ADC 中结合具体电路进行分析。 1. ADC 的理想传输函数:由以下两个式子定义 nrninrnnVVVVVaaa221221)222(VV2211rn= 式中 Vi 是输入模拟电压, Vr/2n+1 是 1/2 个量子 Q,n 是 ADC 的数字输出位数,Vn是没有量化误差的标准模拟电压,从量化理论已经知道,模拟...

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