Методи та засоби підвищення точності циклічних АЦП на основі вагової надлишковості

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, зазначено зв’язок з науково-дослідними програмами, планами та темами, сформульовано мету та завдання дослідження, окреслено наукову новизну та практичну цінність отриманих результатів, конкретну участь автора, наведено інформацію про впровадження результатів роботи, їх апробацію та публікації.

У першому розділі проведено аналіз структури найпростішого циклічного АЦП та алгоритму МакЧарльза, який лежить в основі його роботи. Розглянуто схемотехнічні методи покращення характеристик зазначеного виду перетворювачів та показано, що вони призводять до збільшення апаратних витрат (ускладнення структури АЦП, використання додаткових аналогових вузлів, збільшення площі перетворювача) або до зменшення швидкодії (використання додаткових циклів перетворення, погіршення динамічних характеристик). Наведено характеристики конвеєрних АЦП, побудованих на базі циклічних перетворювачів, а також сучасних циклічних АЦП. Показано, що вони мають середню роздільну здатність 8..13 біт та частоту квантування 10..125 кГц/с, співвідношення сигнал/шум – 60..100дБ, що забезпечує досить високу якість перетворення.

Головним недоліком розглянутих методів самокалібрування є те, що вони виконуються в аналого-цифровій формі, тобто визначений коригуючий код подається на додатковий (або додаткові) цифро-аналоговий перетворювач, який перетворює його на аналогову поправку. Таким чином, виникає необхідність використання досить точних додаткових ЦАП, а процедура введення поправки в деяких випадках призводить до зменшення швидкодії. Уникнути зазначених недоліків можна шляхом уведення інформаційної надлишковості у формі НПСЧ. Проте алгоритми самокалібрування АЦП на основі НПСЧ неможливо використати у циклічних АЦП, оскільки у алгоритмічних перетворювачах визначається, а, відповідно, і калібрується основа системи числення α, а не вага окремих розрядів, як у відомих алгоритмах.

У другому розділі проведено аналіз та вплив статичних похибок циклічних АЦП. Структура циклічного АЦП із ваговою надлишковістю (рис. 1) відрізняється від найпростішої тим, що схема множення підсилює сигнал не вдвічі, а на значення основи системи числення α.