Ταξινόμηση μετατροπέων μετατροπέων AD

Παρακάτω γίνεται μια σύντομη εισαγωγή στις βασικές αρχές και χαρακτηριστικά πολλών κοινώς χρησιμοποιούμενων τύπων: ενσωματωμένος τύπος, τύπος διαδοχικής προσέγγισης, τύπος παράλληλης σύγκρισης/τύπος σειριακού παράλληλου τύπου Σ-Δ Τύπος διαμόρφωσης, τύπος διαδοχικής σύγκρισης συστοιχίας πυκνωτών και τύπος μετατροπής συχνότητας τάσης.
1) Ενσωματωμένος τύπος (όπως TLC7135)
Η αρχή λειτουργίας του ενσωματωμένου τύπου AD είναι να μετατρέπει την τάση εισόδου σε χρόνο (σήμα πλάτους παλμού) ή συχνότητα (συχνότητα παλμού) και στη συνέχεια να λαμβάνει την ψηφιακή τιμή από το χρονόμετρο/μετρητή. Το πλεονέκτημά του είναι ότι μπορεί να επιτευχθεί υψηλή ανάλυση με ένα απλό κύκλωμα, αλλά το μειονέκτημά του είναι ότι το ποσοστό μετατροπής είναι εξαιρετικά χαμηλό λόγω της εξάρτησης της ακρίβειας μετατροπής από τον χρόνο ολοκλήρωσης. Στις πρώτες μέρες, οι περισσότεροι μετατροπείς AD ενός τσιπ χρησιμοποιούσαν ενσωματωμένο τύπο, αλλά τώρα ο τύπος διαδοχικής σύγκρισης έχει γίνει σταδιακά επικρατέστερος.
2) Τύπος διαδοχικής σύγκρισης (όπως TLC0831)
Ο τύπος διαδοχικής σύγκρισης AD αποτελείται από έναν συγκριτικό και έναν μετατροπέα DA, οι οποίοι κατασκευάζονται μέσω λογικής διαδοχικής σύγκρισης. Ξεκινώντας από το MSB, η τάση εισόδου συγκρίνεται διαδοχικά με την έξοδο του ενσωματωμένου μετατροπέα DA για κάθε bit και η ψηφιακή τιμή εξάγεται μετά από n συγκρίσεις. Η κλίμακα του κυκλώματος του είναι μέτρια. Τα πλεονεκτήματά του είναι η υψηλή ταχύτητα, η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και η υψηλή τιμή σε χαμηλή ανάλυση (12 bit).
3) Τύπος παράλληλης σύγκρισης/τύπος σειριακής παράλληλης σύγκρισης (όπως TLC5510)
Ο τύπος παράλληλης σύγκρισης AD χρησιμοποιεί πολλαπλούς συγκριτές για την εκτέλεση μετατροπής μόνο για μία σύγκριση, γνωστή και ως τύπος FLash (γρήγορος). Λόγω του εξαιρετικά υψηλού ποσοστού μετατροπής, η μετατροπή n-bit απαιτεί 2n-1 συγκριτές, με αποτέλεσμα μεγάλο μέγεθος κυκλώματος και υψηλή τιμή, γεγονός που το καθιστά κατάλληλο μόνο για πεδία υψηλής ταχύτητας, όπως μετατροπείς διαφημίσεων βίντεο.
Η δομή σειριακής παράλληλης σύγκρισης τύπου AD είναι μεταξύ παράλληλου τύπου και τύπου διαδοχικής σύγκρισης. Το πιο τυπικό αποτελείται από δύο n/2-bit παράλληλους μετατροπείς AD σε συνδυασμό με έναν μετατροπέα DA, ο οποίος εκτελεί τη μετατροπή μέσω δύο συγκρίσεων, επομένως ονομάζεται τύπος μισού φλας. Υπάρχει επίσης ένας τύπος AD που χωρίζεται σε τρία ή περισσότερα βήματα για την επίτευξη μετατροπής AD, ο οποίος ονομάζεται AD τύπου Multistep/Subcrossing και από την άποψη του χρονισμού μετατροπής, μπορεί επίσης να ονομαστεί AD τύπου Pipelined. Η σύγχρονη διαβαθμισμένη AD περιλαμβάνει επίσης λειτουργίες όπως η εκτέλεση αριθμητικών πράξεων σε πολλαπλά αποτελέσματα μετατροπής και η διόρθωση χαρακτηριστικών. Αυτός ο τύπος AD έχει υψηλότερη ταχύτητα από τον τύπο διαδοχικής σύγκρισης και μικρότερο μέγεθος κυκλώματος από τον παράλληλο τύπο.
4) Σ-Δ (Sigma?/FONT>δέλτα) τύπος διαμόρφωσης (όπως AD7705)
Σ-Δ Ο τύπος AD αποτελείται από ολοκληρωτή, συγκριτικό, 1-μετατροπέα DA bit και ψηφιακό φίλτρο. Κατ 'αρχήν, είναι παρόμοιο με έναν ενσωματωμένο τύπο, ο οποίος μετατρέπει την τάση εισόδου σε σήμα χρόνου (πλάτος παλμού) και την επεξεργάζεται με ψηφιακό φίλτρο για να αποκτήσει μια ψηφιακή τιμή. Το ψηφιακό μέρος του κυκλώματος είναι βασικά εύκολο να είναι μονολιθικό, επομένως είναι εύκολο να επιτευχθεί υψηλή ανάλυση. Χρησιμοποιείται κυρίως για ήχο και μέτρηση.
5) Τύπος διαδοχικής σύγκρισης συστοιχίας πυκνωτών
Ο τύπος διαδοχικής σύγκρισης συστοιχίας πυκνωτών AD υιοθετεί τη μέθοδο μήτρας πυκνωτών στον ενσωματωμένο μετατροπέα DA, γνωστός και ως τύπος ανακατανομής φορτίου. Οι τιμές των περισσότερων αντιστάσεων σε έναν τυπικό μετατροπέα DA με διάταξη αντίστασης πρέπει να είναι συνεπείς και η δημιουργία αντιστάσεων υψηλής ακρίβειας σε ένα μόνο τσιπ δεν είναι εύκολη.