Аналого-цифровые преобразователи повышенной динамической точности

• Автор: Тимофеев, Александр Леонидович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 205 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава I. АНАЛОГОЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛ. НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ПШЫШЕНИЯ ИХ ДИНАМИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ СТРУКТУРНЫМИ СПОСОБАМИ .

1.1. Основные параметры, характеризующие быстродействие АЦП

1.2. Классификация способов построения широкополосных АЦП

1.3. Сравнительный анализ способов и устройств

аналогоцифрового преобразования широкополосных сигналов

1.4. Постановка задачи повышения динамической точности АЦП структурными способами

Выводы по главе .

Глава П. РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ СПОСОБА ПОВЫШЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ АНАЛОГОЦИФРШОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ С ИСП0ЛЬЗАНИЕМ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО КАНАЛА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
2.1. Разработка способа введения в АЦП дополнительных преобразований, повышающих его динамическую точность
2.2. Анализ составляющих динамической погрешности
АЦП с устройством выборки и хранения
2.3. Математическая модель динамической погрешности широкополосных АЦП .
2.4. Анализ динамической погрешности АЦП с дополнительным дифференциальным каналом при случайном входном сигнале .
2.5. Анализ динамической погрешности АЦП с дополнительным дифференциальным каналом при детерминированном входном сигнале
Выгоды по главе
Глава Ш. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ АЦП .
3.1. Анализ методов измерения динамической погрешности.
3.2. Алгоритм измерения динамической погрешности при синусоидальном входном сигнале
3.3. Алгоритм измерения динамической погрешности при пилообразном входном сигнале
3.4. Экспериментальные исследования динамической погрешности
3.5. Анализ результатов измерения динамической погрешности
3.6. Анализ погрешности компенсации систематической составляющей динамической погрешности .
Выводы по главе
Глава 1У. ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕГРИРУЮЩЕГО СПОСОБА ДИСКРЕТИЗАЦИИ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛ
4.1. Интегрирующие устройства выборки и хранения с прямоугольными весовыми функциями .
4.2. ИУВХ с косинусоидальными весовыми функциями.
4.3. Анализ погрешности восстановления сигналов по интегральным отсчетэм
4.4. Анализ основных свойств ИУВХ с косинусоидальными весовыми функциями
4.5. Разработка косинусоидальных ИУВХ
4.6. Анализ динамической погрешности ИУВХ .
Выводы по главе .
Глэвэ У. РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АЦП, ИСПОЛЬЗУЮЩЕГО СТРУКТУРНУЮ ИЗБЫТОЧНОСТЬ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ
5.1. Варианты построения АЦП с использованием структурных способов повышения динамической точности.
5.2. АЦП с дополнительным дифференциальным каналом с использованием аналоговых запоминающих устройств.
5.3. Анализ динамической точности АЦП о дополнительным дифференциальным каналом.
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


А о . Необходимость их раздельного рассмотрения связана с тем, что систематическая составляющая во многих случаях может быть в значительной мере учтена или скомпенсирована переменой датировки отсчетов или линейной фильтрацией . Уменьшение случайной составляющей динамической погрешности является более сложной задачей, требующей совершенствования элементной базы и разработки новых алгоритмов аналогоцифрового преобразования. Точное значение этой граничной частоты вычислить
Таким образом, при проведении сравнительного анализа существующих АЦП в качестве одного из критериев динамической точности может использоваться время задержки отсчета Ьо и его составляющие и а . Целью данного параграфа является разработка классификации широкополосных АЦП, необходимой для сравнительного анализа их динамической точности. Гц. Динамическая точность является одной из основных характеристик таких АЦП, определяющей максимальную возможную частоту входного сигнала. Исходя из этого известные способы построения широкополосных АЦП рассматривались с точки зрения повышения динамической точности. В результате анализе составлена классификация АЦП широкополосных сигналов, приведенная в таблице 1. УВХ. Все существующие АЦП можно разделить на две большие группы АЦП с УВХ на входе и АЦП без УВХ. Классификация АЦП широкополосных сигналов Таблица 1. АЦП, АЦП с устройством амплитудной свертки входного сигнала, параллельнопоследовательные с постоянными и переменными порогами, параллельнопоследовательные с коррекцией и с опережением, конвейерные, АЦП с использованием СВЧыетодов, спорадические АЦП. УВХ мгновенных значений и интегрирующие УВХ. Типы УВХ по виду используемых ключей и элементов памяти выделены следующие УВХ с МОПключом, диодные УВХ, УВХ с диодноыостовым ключом, УВХ на основе управляемого эыиттерного повторителя, цифровые УВХ, УВХ с линией задержки, многоканальные аналоговые запоминающие устройства АЗУ. Интегрирующие УВХ разделены на следующие группы УВХ с диодномостовым ключом, УВХ на основе СВЧлинии, УВХ по принципу свертки входного сигнала с прямоугольным импульсом и импульсом произвольной формы у . В классификацию не вошли АЦП со сравнительно низким быстродействием, например АЦП развертывающего уравновешивания, и способы повышения их быстродействия, не дающие значительного эффекта. Приведенная классификация позволяет выделить основные направления, по которым ведется разработка широкополосных АЦП, и перейти к сравнительному анализу преобразователей быстроменяющихся сигналов. Рассмотрим основные способы построения АЦП, реализованные в известных устройствах. Широко распространенным методом уменьшения динамической погрешности АЦП является фиксация входного сигнала в течение времени преобразования с помощью УВХ. Использование УВХ с временем задержки отсчете 0,1. МГц до единицы рэзряда. Общими недостатками УВХ являются статическая погрешность, ограничивающая число разрядов АЦП, как правило, на уровне 8, и относительно низкая частота дискретизации не более . МГц. Требования к динамическим характеристикам АЦП, работающим с УВХ на входе, ослаблены. Важным параметром для них в этом случае остается лишь частота дискретизации, поэтому в таких устройствах используются параллельнопоследовательные АЦП с постоянными , 9 и переменными порогами, конвейерные АЦП , АЦП с устройством амплитудной свертки и другие. Рассмотрим подробнее характерные особенности основных видов
УВХ мгновенного значения сигнала состоят из двух функцио нэльных элементов последовательного ключа напряжения и элемента памяти, в качестве которого обычно используется конденсатор. Ключ может быть построен на МОПтрэнзисторзх ,,,, , однако в этом случае вследствие большого сопротивления открытого ключа время выборки составляет сотни наносекунд , , апертурное время также велико около 3 не . Наибольшим быстродействием обладают диодные и диодномостовые ключи , ,,,,,,,6,9,2 , а также ключи на основе управляемого повторителя , . Для них характерно малое время выборки менее не и малое время задержки отсчета 0,1.