4.6模数转换器ADC

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...