数电研学AD DA转换电路外特性

A/D转换电路的设计
设计要求
要求设计一个分辨率为 32 位、转换速 度为10ns的A/D转换电路。
并行比较型A/D转换电路的设计思路

运用2的32次方减一个比较器以及比较器数量 的2倍的电阻。 但是，当比较器的数量增加时，对于比较器 的分辨能力也有要求。理论上如果忽略一切 误差，假设比较器精度极高的话是可行的。 但是就现阶段即使不计成本也难于实现。

流水线型AD转换电路的原理及外特性


流水线型AD转换电路由若干级电路串联组成。
流水线型A/D转换电路的外特性表现为转换速度很高，仅次于并行，精度也很 高，成本相对较低，功耗较低。是对并行转换方式进行改进而设计出的一种转 换方式。经过合理的设计，还可以提供优异的动态特性。
03
Part Three
04
Part Four
未来发展展望
A/D转换器未来发展展望
为了满足数字系统的发展要求，A/D转换器的性能也 必须不断提高，它将主要向以下几个方向发展： 高转换速度 高精度 低功耗


@YourName
Thank you for list表现为精度 较高，转换速度慢，能够大幅抑止高频 噪声。这种转换方式主要应用在低速高 精度的转换领域，如数字仪表领域。
逐次比较型A/D转换电路的原理及外特性

将需要进行转换的模拟信号与已知的不同 的参考电压不断进行比较， 1 个时钟周期 完成1位转换，N位转换需要N个时钟周期， 转换完成，输出二进制数。

A/D转换的过程

要把模拟量转化为数字量一般要经过四个步骤，分别称为采样、保持、量化、 编码。

采样就是将一个时间上连续变化的信号转换成时间上离散的信号。


保持是将时间离散、数值连续的信号变成时间连续、数值离散信号。
量化是指将连续的模拟电压近似成分散的量化电平。 编码是将量化后的信号编码成二进制代码输出。

流水线型A/D转换电路

流水线的设计思路其实是一种分级的思想，将32位分成几级，然后逐级进行处 理。

接下来我们用两种方案来进行设计。
方案一

利 用 芯 片 AD9286 和 ADV7125 ，将电路分为 四级 AD9286是8位单芯片采 样模数转换器ADC ADV7125 是 8位的数模 转换转换芯片DAC
高性能A/D与D/A转换电路 的外特性研究
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2
目录
A/D转换的基本原理及过程
常见A/D转换电路外特性研究
3 4
A/D转换电路的设计
未来发展展望
01
Part One
A/D转换的基本原理及过程
A/D转换的基本原理

A/D 转换的过程是通过一定的电路将模拟输入信号转换成 数字输出信号的过程。 逐次逼近法 双积分法 电压频率转换法


方案二

利用芯片AD9467——16位模数转换芯片 实现一个两级的流水式模数转换电路 对于两种方案进行比较，我们发现两级流 水线电路处理的速度更快。就性能而言， 第二种设计方案更加优越。流水线法的巧 妙在于运用分时复用的原理，在提高效率 的同时，又不会增加高额的成本，相对来 说现实可行。


逐次比较型A/D转换电路的外特性表现为 转换速度中等，精度较高，输入带宽较低。 适用于中速率而分辨率要求相对较高的场 合，并且与其它A/D相比，功耗相当低。
并行比较型A/D转换电路的原理及外特性

由于转换是并行的，其转换时间只受比较 器、触发器和编码电路延迟时间的限制， 因此转换速度最快。但分辨率不高，功耗 大，成本高。 适用于速度要求特别高的领域 ，如视频 A/D转换器等。
02
Part Two
常见A/D转换电路外特性研究
积分型A/D转换器原理及外特性 逐次比较型A/D转换电路的原理及外特性 并行比较型A/D转换电路的原理及外特性
过采样Σ-Δ型AD转换电路的原理及外特性
流水线型AD转换电路的原理及外特性
积分型A/D转换器原理及外特性

积分型A/D转换器有单积分和双积分两 种转换方式，单积分型A/D转换电路转 换精度不高，所以现在已经基本被淘汰。

过采样Σ-Δ型AD转换电路的原理及外特性

Σ—Δ A/D转换器是一种低速高精度的过采样AD转换器，在过去的几十年中， 主要应用于音频和部分视频频段的信号处理中。
Σ-Δ 模数转换的主要特点是转换的精度很高，高于积分电路，内部利用高倍频 过采样技术，实现了数字滤波。但由于其采样频率过高，所以相对于其他电路 来说功耗较高，并且速度也不快。