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流水线ADC

11-20 17:34:20 | http://www.5idzw.com | 模拟电子技术 | 人气:857
标签:模拟电子技术基础,模拟电子电路,http://www.5idzw.com 流水线ADC,http://www.5idzw.com

  虽然超高速8位闪速ADC(及各种合并/插值变体)的采样速率高达1.5Gsps(比如MAX104/MAX106/MAX108),但是很难找到10位的闪速ADC,特别是12位及高于12位的ADC还没有商用化。这是因为闪速ADC分辨率每增加1位,比较器数量就增加1倍,同时每个比较器的精度必须增加1倍。流水线ADC则不同,它的复杂性随分辨率线性增加,不是指数增加。

  在相同的采样速率下,流水线ADC比闪速ADC消耗功率少得多。流水线ADC不易受比较器亚稳态的影响。闪速ADC中的比较器亚稳态会导致火花码错误(即ADC输出不可预测、不稳定结果的情况)。

3. 与Σ-Δ型比较

  过采样/Σ-Δ型ADC多用于带宽限于22KHz以内的数字音响中。但是最近一些Σ-Δ型转换器已经在12到16位的分辨率下达到了1至2MHz的带宽。它们通常是高阶的Σ-Δ调制器(比如4阶或更高),同一个多位的ADC和多位的DAC一起工作,主要应用于ADSL。Σ-Δ型转换器无需校正/标定,即使是16到18位分辨率,也不需要模拟输入前的陡峭滚降的抗混叠滤波器,因为它的采样频率远远高于有效带宽,它由后端的数字滤波器来处理混叠问题。Σ-Δ型转换器的过采样本质还把模拟输入中的任何系统噪声“平均滤除”。

  但是Σ-Δ型转换器是以牺牲速度换取分辨率的。每输出一次采样结果都需要对输入采样很多次(比如至少16次,甚至更多),这就需要Σ-Δ调制器中模拟元件的工作速率要比最终数据输出速率快很多。数字滤波器的设计比较繁琐,另外,它也占据了一些硅片面积。目前,最快的高分辨率Σ-Δ型转换器还达不到几MHz的带宽。像流水线ADC一样,Σ-Δ型转换器也有延迟。

四、结论

  流水线ADC结构适合于几Msps到100Msps采样速率,其复杂性随分辨率的增加只是线性(而不是指数)增加,具有高速、高精度和低功耗特性,适用于各种场合,特别是数字通讯领域,在这些领域中转换器的动态性能经常比微分非线性(DNL)和积分非线性等传统的ADC特性更重要。在大多数的应用中,流水线ADC的数据延迟都无关紧要。

  MAXIM一直致力于发展新型转换器来增强其流水线ADC业务,包括马上就要公布的高性能的12位20/40/60Msps转换器MAX1420/MAX1421/MAX1422。MAXIM的流水线ADC使整个MAXIM的ADC系列更加丰富和完整。

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