Главное


Типы АЦП

Поскольку речь идет о цифровой обработке сигнала, то, какой бы ни была реализация приемника, он будет содержать в себе АЦП. Ниже кратко рассмотрены основные типы современных АЦП, которые могут быть использованы при решении поставленной задачи.

Естественно, что главным критерием выбора типа АЦП является приложение его использования. На рис. 3.3 показана связь области приложений с основными параметрами АЦП: частотой дискретизации и разрядностью

Рис. 3.3. Типы АЦП и их положение в поле основных параметров

ΣΔ-АЦП доминируют в точных промышленных измерениях, в приборах звукового диапазона, в аудиоприложениях. АЦП последовательного приближения (SAR) наиболее часто применяются в системах сбора данных, управлении промышленными процессами, спектральном анализе. Конвейерные АЦП, обладающие наибольшим быстродействием, используются в коммуникационном оборудовании, видеотехнике, радарах и т.п.

Из вышесказанного видно, что в зависимости от способа реализации может потребоваться либо ΣΔ-АЦП (в случае дискретизации на низкой частоте), либо конвейерный АЦП (в случае дискретизации на ПЧ) [4, 15].

ΣΔ-АЦП в настоящее время используются во многих приложениях, где требуется недорогой, узкополосный, экономичный АЦП с высоким разрешением. АЦП содержит очень простую аналоговую электронику (компаратор, источник опорного напряжения, коммутатор и один или большее количество интеграторов и аналоговых сумматоров) и весьма сложную цифровую вычислительную схему. Эта схема состоит из цифрового сигнального процессора, который работает как фильтр (в общем случае, но не всегда - это низкочастотный полосовой фильтр). Принцип работы преобразователя основан на концепциях избыточной дискретизации, формирования формы кривой распределения шума квантования, цифровой фильтрации и децимации. Идеальный классический N-разрядный АЦП имеет среднеквадратичное значение шума квантования, равное q/√12. Шум квантования равномерно распределен в пределах полосы от 0 до fд /2 (где q - значение младшего значащего бита и fд - частота дискретизации), как показано на рис. 3.4. Отношение сигнал/шум для полнодиапазонного синусоидального входного сигнала будет (6,02∙N + 1,76) дБ. Если АЦП несовершенен и его реальный шум больше, чем его теоретический минимальный шум квантования, то эффективная разрешающая способность будет меньше, чем N-разрядов. Его фактическая разрешающая способность (эффективное число разрядов - ENOB) будет определена, как

(3.1)

Если взять более высокую частоту дискретизации K∙fд (рис. 3.4б), то среднеквадратичное значение шума квантования остается q/√12, но шум теперь распределен по более широкой полосе от 0 до K∙fд / 2. Если затем использовать на выходе цифровой низкочастотный фильтр, то можно тем самым значительно уменьшить шум квантования, но сохранить полезный сигнал, улучшая таким способом эффективное число разрядов ENOB. Таким образом, выполняется аналого-цифровое преобразование с высоким разрешением, используя аналого-цифровой преобразователь с низкой разрешающей способностью. Коэффициент K носит название коэффициента избыточной дискретизации. При этом необходимо отметить, что избыточная дискретизация дополнительно выгодна еще и тем, что она понижает требования к аналоговому ФНЧ.

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5

Другие статьи по теме

Преобразование кодов
Коды обнаружения или обнаружения и исправления ошибок применяются в вычислительных машинах для контроля правильности передач информации между устройствами и внутри устройств машины, а также ...

Интегрированные информационные технологии
Использование принципа интеграции в компьютерных системах относится к различным аспектам организации технологий: интеграция информации в базах и банках данных; интеграция программ в еди ...

Малошумящий усилитель с устройством защиты входа от просачивающейся высокой мощности СВЧ
При интенсивной эксплуатации радиолокационных станций (РЛС) рано или поздно встает вопрос об их ремонте, техническом обслуживании и замене выработавших ресурс комплектующих, включая мал ...

www.domen.ru © 2019