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流水线ADC的优缺点及其工作原理

1.流水线ADC简介。人们习惯将流水线ADC称为流水线ADC。流水线结构中的模数转换级并行工作,提高了转换率;如果要提高A / D转换的分辨率,则只需使用流水线结构。级联更多的转换级,因此芯片面积和功耗随分辨率的增加而线性增加。与全并行结构相比,在高精度应用中芯片面积和功耗将大大降低。由于使用了输入采样和保持电路,因此可以准确地采样高频信号,并且由于级间放大器的增益大于1,因此后级的非线性效应将被衰减。前一阶段的收益;通过使用冗余的自校正,该设计可以使电路非理想因素对线性度的影响最小化。因此,与其他高速结构相比,它更适合于高分辨率ADC。二,流水线ADC的优势使用的设备数量与转换位数成正比,并且功耗受到限制;通过数字校正电路可以达到较高的精度,但是所用功能电路的性能要求不高。每个级别冗余位优化了重叠错误的纠正。每个级都有自己的独立采样放大器,并且可以释放前一级电路的采样和保护以处理下一个采样,因此它允许流水线的所有级同时处理多个采样;更高的速度,更低的价格和设计更少的时间和更少的难度;模拟信号必须经过多级转换,但是对模拟信号进行并行处理,可以实现较高的转换速度:很少有比较器进入亚稳态,从根本上消除了火花代码和温度计气泡。三,流水线ADC的缺点:参考电路和偏置结构复杂;输入信号必须经过几级电路,从而导致流水线延迟。所有输出的同步需要严格的锁存时序;对工艺缺陷敏感,会影响增益的非线性和失调等参数;与其他转换器相比,它对印刷电路板布线更为敏感。第四,流水线ADC的基本原理基本上,人们习惯将流水线ADC称为流水线ADC,因为“流水线”被称为流水线ADC。更符合他的原则。 ADC的示意图如图所示:流水线模数转换器也称为子区域模数转换器,每个子区域都有一个独立的采样保持电路以形成管道工作模式。当某个级别的子区域的转换任务完成时,电压裕量将转移到下一个级别,同时,该级别的子区域将对从前一个级别传递来的模拟值进行采样。因此,整个转换过程是字符串,是的,但是每个步骤都是并行的,因此整个管道的转换率取决于单个阶段的最高速率,与转换的阶段数无关。管道。如流水线式模数转换器的示意框图所示,流水线结构的每个阶段都将包括一个采样/保持(SampleandHold)电路,一个低精度的子模数转换器(Sub-ADC)。 ),子数模转换器(Sub-DAC),模拟减法电路和增益电路。流水线模数转换器的数字部分通常用于数字校正或数字校准。当只有数字校正时,数字电路仅需要一些延迟寄存器并带有完整的加法器。当使用数字校准技术时,数字电路非常复杂,它将包括定时产生电路,误差系数RAM,累加器,有时还需要乘法器或除法器。流水线模数转换器的第一级要求最高的精度,也可以说,它决定了整个流水线模数转换器的精度。在第一级之后,可以逐步降低精度要求,而不会影响整体精度。因此,通常将流水线的每个阶段的大小设计为逐渐减小,其目的是减少功耗并节省芯片面积。一般而言,流水线的单级中使用的结构类型和位数是根据位数,功耗,速度和其他要求确定的。流水线的每个阶段的工作都是在两相非重叠时钟的控制下完成的。当一个阶段处于采样保持状态时,