Convertor analog numeric de tip serie paralel

Convertor analog numeric de tip serie paralel

Pornind de la functia de transfer a unui convertor analog numeric de tip flash se pune problema de a realiza un convertor analog numeric care sa aiba in structura sa mult mai putine comparatoare. Avand functia de transfer a unui convertor analog numeric data de relatia:

daca numarul de biti ai CAN este par, termenul suma din relatia anterioara se poate separa in doi termeni conform relatiei

In cel de-al doilea termen din suma se face substitutia: si se obtine succesiv:

(**)

Avand in vedere expresia erorii de cuantizare data de relatia:

rezulta ca termenul din stanga relatiei de egalitate (**) reprezinta eroarea de cuantizare la conversia analog numerica cu N/2 biti a tensiunii de intrare v_i. Aceasta tensiune inmultita cu 2^N/2 se noteaza

Astfel rezulta

adica tensiunea este tensiunea de intrare pentru un al doilea proces de conversie analog numerica cu N/2 biti. Din cele prezentate mai sus rezulta principiul de functionare al unui CAN serie paralel care cuprinde operatiile:

- conversie analog numerica cu N/2 biti a tensiunii de intrare V_IN si obtinerea celor N/2 biti mai semnificative;

- conversiea numeric analogica a celor N/2 biti mai semnificativi si scaderea rezultatului acestei conversii din tensiunea de intrare V_IN pentru obtinerea erorii de cuantizare corespunzatoare primului proces de conversie analog numerica;

- inmultirea erorii de cuantizare cu 2^N/2 si conversia analog numerica cu N/2 biti a tensiunii rezultate din inmultire pentru obtinerea celor N/2 biti mai putini semnificativi.

De aceea acest tip de convertor se mai numeste si convertor analog numeric de tip flash in doi pasi avand structura din figura 5.34.

Din structura de principiu se observa ca acest tip de convertor analog numeric are un timp de conversie mai mare decat cel paralel (flash) dar necesita un numar mult mai mic de comparatoare. De exemplu pentru CAN de 8 biti sunt necesare 30 de comparatoare fata de 255 in cazul CAN paralel de 8 biti.

Principala problema a acestui tip de convertor este acuratetea mare necesara pentru primul convertor precum si precizia circuitului de obtinere a erorii de cuantizare si a circuitului de amplificare cu 2^N/2. Datorita in special a acestor doua componente rezolutia unui astfel de convertor este limitata in jurul valorii de 12 biti.

Datorita cauzelor prezentate mai sus liniaritatea diferentiala este scazuta mai ales in jurul valorii de la jumatatea scarii (tranzatia de la bitul N/2 la bitul N/2+1). Aceasta eroare poate depasi usor 1 LSB si poate provoca omiterea unor coduri si abateri de la monotonie. Problema poate fi rezolvata cu ajutorul unei tehnici de conversie analog numerice paralela numita corectie numerica de subdomeniu. Pentru aceasta unul sau ambele convertoare analog numerice au rezolutia mai mare de N/2 biti urmand ca la iesire corectia numerica de subdomeniu sa duca la obtinerea a N biti de iesire.

De exemplu convertorul analog numeric ADS605 al firmei Burr Brown avand o rezolutie de 12 biti are urmatoarea structura interna 5.35