Dr. Pap László jegyzete - BME Hálózati Rendszerek és ...

16.3. ANALÓG-DIGITÁL ÁTALAKÍTÓK (A/D KONVERTEREK) 369
Nullkomparátor
K A
C C/2 C/4 C/2 N-1 C/2 N-1
K A
K 3 K N+1 approximációs
Szukcesszív
logikához
K 1 K 2 K N
b 1 b 2 b 3 b N b N+1
U be
U ref
16.39. ábra. A töltés újrarendezés elvén működő A/D átalakító kapcsolási rajza.
A szukcesszív approximációs A/D átalakító legfontosabb előnye a nagy átalakítási sebesség (N
bit előállításáhozNT 0 időre van szükség). A konverter pontosságát, gyorsaságát és a felbontást
az alkalmazott D/A konverter paraméterei határozzák meg.
A szukcesszív approximációs A/D átalakító néhány típusát az alábbiakban ismertetjük.
Töltés újrarendezés elvén működő A/D átalakító.
átalakító kapcsolási rajza a 16.39. ábrán látható.
A töltés újrarendezés elvén működő A/D
A kapcsolási elrendezés binárisan súlyozott kapacitásokkal felépített D/A konvertert használ a
szukcesszív approximációs elv megvalósítására. Ez jól illeszkedik a MOS technológiához, ezért
integrált áramköri kivitelben jól realizálható. A konverzió során az áramkör az alábbi lépéseket
hajtja végre:
– 1. lépés:
A K A kapcsoló zárt állapotban van, a K B és a K 1 , K 2 ,..., K N , K N+1 alternáló kapcsolók
pedig az U be bemeneti feszültségre vannak kapcsolva. A komparátor pozitív bemenetén
lévő U K feszültség nulla értékű. Ekkor az összes kondenzátoron U be feszültség van, azaz
a kondenzátorokon tárolt összes töltés a
(
Q x = U be C + C 2 + C 2 2 +...+ C
2 N−1 + C )
2 N−1 = 2CU be (16.113)
kifejezéssel adható meg. A konverzió során ezt a töltésmennyiséget a rendszer megtartja,
és az egyes bitek értékeit ennek a töltésmennyiségnek az újrarendezésével határozza meg.
– 2. lépés:
A K A kapcsoló nyitott állapotban van, a K B alternáló kapcsoló az U ref feszültségre, a
K 1 , K 2 ,..., K N , K N+1 alternáló kapcsolók pedig a földre vannak kapcsolva. Ekkor a
komparátor pozitív bemenetén lévőU K feszültség az
U K = −U be (16.114)
értéket veszi fel. Ennek az az oka, hogy a kondenzátorokon megmarad az eredeti U be
feszültség, de a kondenzátorok alsó végét most földre kepcsoltuk, így a komparátor bemenetére−U
be feszültség jut.