ADC性能仿真

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高性能可重构流水线ADC的设计与仿真

以适应不同的应用领域，更有效地减小功耗。
所示。
图１＿日＿重构流水线ＡＤＣ结构图
如图所示，ＡＤＣ系统主要包括一个可重构控制器、前置采样／保持电路、３级可控的２．５ｂｉｔ／级的流水线子级模块、冗余位数字校正和延时对齐电路。可重构控制
１流水线ＡＤＣ系统设计
现在的流水线ＡＤＣ大多采用带冗余位结构，１．５ｂｉｔ／级和２．５ｂｉｔ／级结构都被广泛采用。根据参考文献［３］提出的分析方法，考虑流水线ＡＤＣ的可重构特性，并从优化整体功耗和性能的角度出发，选定了２．５ｂｉｔ／级的ＡＤＣ结构，末级采用２ｂｉｔ的ＦｌａｓｈＡＤＣ，系统结构如图１
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，ＡｉｒＦｏｒｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎ７１００５１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｒｅｃｏｎｉｆｇｕｒａｂｌｅ１４ｂｉｔａｎｄ１００ＭＳ／ｓｐｉｐｅｌｉｎｅｄＡＤＣｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｎｌｆｕｅｎｃｅｏｆｎｏｎ—

SAR ADC的系统级建模与仿真

0
引言
toDigital Converter，ADC ）作为模数转换器（ Analog-
法，尤为关键。当前国内有关 SAＲ ADC 的研究大多着重于具体电路设计细节，而在系统级设计和建模等顶层设计方面的关注比较少
［1 ］
连接外界模拟信号和数字信号处理系统的桥梁，得到了广泛应用。在诸多不同结构的 ADC 中，逐次逼近型 ADC （ SAＲ ADC ）具有中等精度、尺寸小、功耗低、成本低等优点，广泛应用在工业控制、消费电子、信号采集等场合。近 SAＲ ADC 的年来，随着 CMOS 工艺特征尺寸的不断减小，速度跟精度不断提高，功耗跟电源电压不断降低，如何从系统级设计角度减小各种非理想因素对 SAＲ ADC 性能的影响，优化 SAＲ ADC 的架构设计，已成为当前研究热点之一。当前 SAＲ ADC 的发展趋势是高速、高精度和低功耗。然而，由于一些非理想因素的存在，会影响 SAＲ ADC 系统的性能。当 SAＲ ADC 趋于高速的时候，任何微小的时钟抖动都会影响模数转换的精度。电源电压不稳定会造成系统性能的不稳定。开关非线性、器件失配、比较器失调、噪声等会造成系统精度的下降和功耗的增加，这些都是影响 SAＲ ADC 系统性能的非理想因素。因此，要设计出高性能的 SAＲ ADC ，总结降低非理想因素对系统影响的方
Systematic modeling and simulation for SAＲ ADC
Xu Weijia， Tian Junjie， Shi Qin
（ Institute of Science，PLA University of Science and Technology，Nanjing 211101 ，China） Abstract ： In order to achieve successive approximation analogtodigital converter （ SAＲ ADC）， the ideal model of the SAＲ ADC is set up， using Simulink tools on the platform MATLAB． The digitaltoanalog converter （ DAC），comparator，decoder and send latch module are included． The effects of non ideal factors on the performance of the system are analyzed，such as clock jitter，switch nonlinearity，comparator offset， capacitor mismatch and so on． Adding non ideal factors on the basis of ideal model， MATLAB simulation is conducted． Through the analysis of the frequency spectrum of output signal changes，the method for reducing non ideal factors impact on the performance of the system is summarized，and it has guiding significance to the actual circuit design． Key words： SAＲ ADC； MATLAB； non ideal factors

ADC的详细控制程序和仿真图（精）

仿真电路图，经过测试，没问题两个图是一体的。

模拟电路：设计模拟电路的原因主要有以下两点1．由于外界信号的复杂性，使得传感器直接输出的电信号可能会存在一些问题（如不稳定），这些不稳定信号如果直接送到A/D芯片进行采样，则最终结果可能使得最后的显示值来回乱跳，而无法确定待测的外界信号到底是多少。

因此，可能需要设计一套模拟电路对传感器输出的不稳定电信号进行滤波等处理，去除干扰，使得进入A/D转换芯片的电压值为一个稳定的信号。

2．每一个A/D转换芯片都有一个参考电压，只有输入的模拟电压值在这个参考电压的范围内才能进行正确的转换，例如：本试验将ADC0804芯片的参考电压设置成0V～5V，因此如果输入的电压值大于5V，则转换出的结果永远为0xFF,若输入的电压值小于0V,则转换出的结果永远为0，这样便无法正确的还原出被测信号的大小。

基于上述原因，我们可能需要设计一套模拟电路，传感器的输出电压值进行一些变换（放大，缩小），使得送到A/D转换芯片的电压值在转换芯片的参考电压范围内。

A/D转换芯片：即模拟/数字转换芯片，它将输入的模拟电压信号转换成单片机等控制处理器能够识别的数字二进制形式。

处理器芯片：处理器芯片有很多中（比如51单片机，ARM或者是PC上的奔腾处理器，AMD处理器）这些处理器虽然架构不一样，但是有个共同的特点，就是它们能够运行程序，因此它们能通过程序对A/D芯片送入的二进制形式的电压值进行处理，通过运算将其还原成待测的外界信号值，控制显示部件（如LCD，八段数码管）将这个值显示出来。

例如：假如ADC0804输出的二进制值0x80,则根据A/D转换公式可以推出ADC0804的输入电压大小为(0x80/0x100)*5V=2.5V。

假设信号经过模拟电路缩小了8倍，则可以推出传感器的输出电压为2.5V*8=20V,再根据传感器的转换公式（一般手册会给出）即可得到输入的外界信号的值。

显示：显示的作用是将计算出的待测外界信号的值展示给测量人员，显示的形式有很多种，如LCD，八段数码管,上位机软件等。

AD基本原理仿真

[1] 华光•电子技术基础（数字部分）（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2000:388—416.[2] 闫石.数字电子技术基础（第4版）[M].北京：高等教育出版社，1998：456—439[3] 余集成.电子测量检测——剖析双积分AD转换器：《技术讲座》DOI:10.16589/ 11-3571/t n.2008.0913[4] 石会.逐次逼近型ADC的电路分析：解放军理工大学通信工程学院南京210007《中国电子教育》2016年第4期⑸李云•超高速高精度并行ADC系统的设计与实现1008- 0570（2008）07- 20307- 03⑹高静姚素英徐江涛史再峰•高速并行10位模数转换电路的设计文章编号0493-2137 （2010）06-0498-064.进度安排AD基本原理仿真摘要：目前，科学技术进步突飞猛进，数字系统技术被广泛应用于生活的方方面面，数字系统相对于模拟系统，显示出了其巨大的优势。

然而，由于数字系统并不能够用于模拟信号的应用处理，仅能够用于数字信号的处理，但是，人们日常生活生产当中，很多物理量都是取值连续的模拟量，如压力，温度，流量，速度，距离等等。

我们可以通过传感器将这些取值连续的物理量变成幅值或者频率连续的电压量或者电流量。

然后在经过一个模数转换电路，将模拟量转换成易于处理的数字量。

编码、量化、保持以及抽样是吧模拟信号转换成数字信号的四大步骤。

抽样通常都在特定的抽样-保持来完成，量化编码则在模数转换器（ADC中完成。

根据不同的原理，ADC也有不同的分类。

压频变换型、并行比较型以及电容阵列逐次比较型都是比较常见的类型，而逐次渐进型（逐次比较型）、双积分型也是较为常见的一种。

文章对三种常见AD转换器的原理，比如双积分型、并行比较型以及逐次渐进型进行了重点研究。

根据其原理设计三种不同的AD转换器。

并且利用Multisim 对三种不同的结构进行仿真。

对这三种结构进行性能的分析。

第五章 ADC性能仿真

第五章 ADC性能仿真本章旨在分析ADC转换器的结构，并建立ADC的模型和仿真系统。

通过仿真检验Dither 信号、噪声、采样时钟抖动以及ADC的非线性特性对ADC性能的影响。

第一节 A/D转换器的模型ADC的作用是将一定幅度的模拟信号转换为相应的数字量，传递函数反映了它最基本的特征。

理想的ADC传递函数是一个等间距的阶梯图，如第二章图2-1-2所示。

由于实际的ADC存在非线性特性，所以它的传递函数是一个非等间距的阶梯图，如第二章图2-2-3所示。

用公式表示其传递函数如下：式（5-1-1）是理想ADC的传递函数；式（5-1-2）是实际ADC的传递函数，其中Yn是ADC的数字输出，X是模拟输入信号，LSB为最小量化电平，DNL(k)为微分非线性参数。

从式（5-1-2）中可以看出，要想模拟实际ADC的特性，必须分析其结构，得出其非线性参数。

从ADC的结构上看，有逐次比较（successive approximation）式ADC、快闪（flash）式ADC、分级快闪（subranging flash）式ADC和∑-∆式ADC等。

要实现中频或射频采样，就必须采样高速大动态范围的ADC，而目前高速大动态范围的ADC都采用分级快闪式结构。

这种ADC的结构如图5-1-1所示，它是一个两级流水线式结构。

实际的ADC中还可以采用高位输出低位输出图5-1-1 分级快闪式ADC结构三级流水线式结构。

在图5-1-1表示的ADC中，模拟输入信号先被量化为N位数字量作为整个ADC的高位输出。

这个N位数字量又被DAC转换为模拟量与输入信号相减，其差值被放大后再由另一个N位ADC转换为数字量作为整个ADC的低位输出。

全部量化过程由时钟控制分时进行，每个阶段的模拟量分别由采样保持（S/H）电路保存，整个ADC按流水线式方式工作。

这种结构的ADC实际上是由两个N位ADC组成，而中间由DAC、S/H、减法电路和放大电路将它们关联起来，从而构成一个2N位ADC，所以这种结构ADC的DNL体现为两个N位ADC的DNL特性的组合。

基于QUARTUS的ADC0809的应用仿真设计

目录一、设计任务及性能指标 (2)二、设计要求 (2)三、方案设计与论证 (2)3.1 方案设计原理 (2)3.2 方案论证 (3)四、具体设计过程 (4)4.1ＡＤ０８０９的工作时序图 (4)4.2 程序流程图 (5)五、测试结果 (6)5.1仿真时序图 (6)5.2RTL原理图 (7)5.3 Moore型有限状态机状态图 (7)六、附录 (8)6.1程序代码 (8)6.2 心得体会 (11)7.参考文献 (14)ADC0809的应用一、设计任务及性能指标1.利用实验箱上FPGA芯片控制ADC0809的时序，进行AD转换，然后将ADC0809转换后的数据以十六进制的数据显示出来。

2.实现时必须严格遵守ADC0809的工作时序，在编写代码时要注意。

对选定的通道输入一个模拟量，调节电位器改变输入的模拟量。

3.了解ADC0809的工作原理4.了解用扫描方式驱动七段码管显示的工作原理。

5.了解时序电路FPGA的实现。

6.学习用VHDL语言来描述时序电路的过程。

二、设计要求基本要求：1、采用状态机2、控制ADC0809的第三通道进行AD转换3、转换结果显示格式00~FF三、方案设计与论证3.1 方案设计原理ADC0809是CMOS的8位A/D转换器，片内有8路模拟开关，可控制8个模拟量中的一个进入转换器中。

ADC0809的分辨率为8位，转换时间约100us，含锁存控制的8路多路开关，输出有三态缓冲器控制，单5V电源供电。

主要控制信号说明：如图3.1所示，START是转换启动信号，高电平有效；ALE是3位通道选择地址（ADDC、ADDB、ADDA）信号的锁存信号。

当模拟量送至某一输入端（如IN1或IN2等），由3位地址信号选择，而地址信号由ALE锁存；EOC是转换情况状态信号（类似于AD574的STATUS），当启动转换约100us后，EOC产生一个负脉冲，以示转换结束；在EOC的上升沿后，若使输出使能信号OE为高电平，则控制打开三态缓冲器，把转换好的8位数据结果输至数据总线。

ADC_parameter_test1

ADC参数介绍
ADC参数
静态参数
动态参数
满幅范围
偏置offset error
增益误差 gain error
INL 、DNL
LSB
SNR
SNDR信号与噪声谐波比
THD总谐波失真
IM互调失真
动态范围、无杂散动态范围
我们需要重点关注的参数是ADC的偏置、增益误差、以及INL、DNL，下面将对他们分别做具体介绍。
7
Agilent Restricted September 18, 2014
扩展：ADC参数介绍_Full scale error
Full scale error is the deviation of the last transition (full scale transition) of the actual ADC from the last transition of the perfect ADC, measured in LSB or volts. Full scale error is due to both gain and offset errors.
正弦波激励的码密度直方图如右图所示，理想情况符合浴盆（Bathtub）分布曲线
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Agilent Restricted September 18, 2014
码密度法测算DNL、INL的基本原理
正弦波在满量程电压范围内随机采样的概率密度函数可用公式表示: p(v)=1/(pi*sqrt(A2-v2) 式中，A表示正弦波幅度；v表示随机的输入变量，这里指电压．对于实际的ADC，某给定数字码存在的概率数小于所期望的数值，表明在该输入频率下，实际码箱(即所存在的概率)的宽度小于理想码箱的宽度；同样，当发生的事件大于期望的数值时，表明实际ADC的码箱宽度大于理想码箱的宽度。

12位100MHz流水线型ADC行为级建模与仿真

12位100MHz流水线型ADC行为级建模与仿真作者：王月海刘红岩来源：《电脑知识与技术》2016年第24期摘要：为了提高大规模集成电路的设计效率，该文通过Verilog-A对子ADC、MADC电路、数字校正电路等关键单元进行建模，最后得到12比特100MHZ的流水线型ADC模型，采用Cadence的Spectre仿真器进行仿真验证。

通过仿真结果验证得到SNDR为72.9465dB，SNR为72.9484dB距离理想的12比特ADC模型的SNR只差1.0516dB，ENOD为11.8155距离理想的12比特ADC的ENOD只差0.1845，以此验证了本文的ADC是高速有效的ADC模型。

关键词： Verilog-A；行为级建模；流水线型ADC中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）24-0236-03行为级建模的方法有很多，Matlab/Simulink建模 [1]，模型通用性和可移植性差。

采用VHDL-AMS（VHDL Analog and Mixed-Signal Extensions）建模[2]，但并没有创建出针对流水线的实际非理想因素进行特定的流水线结构ADC模型。

利用Pspice和Simulink进行联合仿真[3]，但是普通用户无法得知系统内部详细的电路结构和参数。

基于Verilog-A对多位每级流水线ADC做行为级建模，Verilog-A可以使用电路仿真工具Spectre仿真，而且可以精确描述模拟电路中的各种性能参数，Verilog-A主要通过基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，描述输入输出信号之间的电路行为，verilog-A可以描述时钟抖动、运放增益等非理想因素。

本文通过Verilog-A对子ADC、MADC电路、数字校正电路等关键单元进行建模，最后得到12比特100MHZ的流水线型ADC模型，采用Cadence的Spectre仿真器进行仿真验证。

如何仿真ADC的模拟器件？

如何仿真ADC的模拟器件？逐次逼近、模数转换器(SAR-ADC) 很简单直接，用户将模拟电压接在输入端上(AINP, AINN, REF)，会看到一个输出数字代码，这个代码表示相对于基准的模拟输入电压。

此时，用户也许很想分析一下转换器的技术规格，来验证转换器的运行是否符合数据表中的标准。

尤其当用户发现不够快的时候，更需要确定转换器是否已经接收到内部正确的模拟信号。

用户可以通过使用仿真工具来预测发生这些问题的可能性，并解决这些问题。

ADC模拟输入级仿真的确定依赖于电压和电流的准确度。

正是在这个方面，模拟SPICE宏模型能够发挥作用。

PCB数字信号完整性取决于定时、电压-电流电平、以及寄生效应。

而数字IBIS 模型在这方面会比较有用。

我们会在下个月来谈一谈IBIS，不过让我们先解决ADC的仿真环境。

针对ADC的SPICE仿真将信号传送到ADC中的试错法是比较耗时的，并且不一定会起作用。

如果用户的模拟输入引脚在转换器正在捕捉电压信息的关键时间点上不稳定，这就不太可能获得正确的输出数据。

SPICE模型使你能够进行的第一步操作就是验证全部的模拟输入，这样的话，就不会有错误信号进入到你的转换器中了。

我们来仔细看一看一款与ADS8860相似的典型串行、伪差分SAR-ADC器件（图1）。

这款器件的TINA-TI SPICE模型使用户能够仿真进入转换器的模拟信号所产生的效果。

借助于这款模型，以及AINP、AINM、REF上合适的驱动器运算放大器模型，在用户进行实际的PCB操作之前，确定是否能够实现良好转换。

ADC宏模型的重要性在于，它能够准确地描述转换器输入端子的特性。

驱动AINP、AINN和REF的运算放大器还必须准确地模拟它们的开环输出电阻(Ro)。

我们来仔细看一看这款宏模型的工作方式。

这款转换器宏模型用55pF采样电容器对正、。

14位Single―slope ADC行为级建模与仿真

14位Single―slope ADC行为级建模与仿真摘要：单斜率型模/数转换器以其简单的结构、较高的分辨率和易于集成的优势，在红外焦平面读出电路设计中被广泛应用。

基于Matlab软件环境下的Simulink工具，建立了一个14位Single?slope ADC的系统模型。

其充分讨论Simulink工具下电路各单元模块的具体实现和信号间的时序关系，给出电路的行为级仿真结果，为Single?slope ADC的集成电路设计与实现提供参考。

关键词：单斜模/数转换器；行为级建模；红外焦平面；Simulink；集成电路设计；功能仿真中?D分类号：TN492?34 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2018）16?0104?04Abstract：As the single?slope ADC has the advantages of simple structure，high resolution，and easy integration，it has been widely used in the design of the infrared focal plane read?out circuit. Based on the Simulink tool in the Matlab software environment，a 14?bit single?slope ADC system model is built. The specific implementation utilizing the Simulink tool for each unit module of the circuit and the time sequence relationship among signals are fully discussed. The behavioral simulation results of the circuit are given，whichprovides a reference for the design and implementation of the single?slope ADC integrated circuit.Keywords：Single?slope ADC；behavioral modeling；infrared focal plane；Simulink；integrated circuit design；functional simulation 0 引言红外焦平面成像系统在军事、医疗扫描、空间探测、环境监控以及民用消费电子方面有着广泛的应用[1]。

4？bitFLASHADC行为级建模与仿真

4?bit FLASH ADC⾏为级建模与仿真2019-10-15摘要：基于Matlab/Simulink的平台，设计并实现了⼀种新型的单通道4?bit FLASH ADC⾏为级仿真模型，模型充分考虑到时钟抖动、失调电压、迟滞效应、⽐较器噪声等⾮理想特性，使整个系统更逼近实际电路。

在输⼊信号为1 GHz，采样时钟频率为500 MHz时，对⾮理想模型进⾏时域及频域分析，创建的模型和系统仿真结果可为ADC系统中的误差、静态特性及动态特性研究提供借鉴。

关键词： FLASH ADC； Matlab/Simulink；⾏为级建模；⾮理想特性中图分类号： TN911?34 ⽂献标识码： A ⽂章编号： 1004?373X（2013）22?0120?04ADC是数据采集系统的重要部件，常⽤的⾼速⾼精度ADC主要分为：并⾏ADC（FLASH ADC）、流⽔线ADC（Pipeline ADC）、过采样ADC（Sigma?Delta ADC）等。

在实际电路设计中，ADC采样率和分辨率是⼀对⽭盾，要实现⾼采样率就难以达到⾼分辨率。

FLASH ADC采样率最⾼，常⽤于500 MS/s以上采样率的场合，⽐如超宽带通信，但其分辨率⼀般只能达到4～8位，是常⽤的⾼速数据采集ADC。

1 设计简介在集成电路数模混合设计中，通常采⽤⾃顶向下的设计流程，如图1所⽰。

为了提⾼电路设计效率及仿真速度，对电路进⾏⾏为级建模已经成为设计的重要环节[1]。

本⽂基于Matlab和Simulink[2]⼯具分析FLASH ADC的架构特点并建⽴单通道FLASH ADC的⾏为级模型，充分考虑各⾮理想特性并进⾏仿真分析，为ADC系统指标分配及具体的电路设计提供了有⼒的参考条件。

2 FLASH ADC结构特点图2为FLASH ADC的结构框图[3]，参考电压Vref经分压电阻⽹络输出若⼲个参考电压，和输⼊的模拟信号Vin输⼊⾄⽐较器阵列，得到⽐较值组成温度计码，该温度计码值经编码器得到输出的数字信号Data_out。

用matlab做系统级adc仿真

用matlab做系统级的adc的仿真。

整理人：袁小星2006-1-8目标：仿真10位，每级1.5位pipeline-adc的各项指标与最后性能的关系。

步骤1.搭建简单的系统。

作用工具：matlab->simulink.所用到的模块：1.ramp：用于产生从-1v到1v的线性输出。

输入到adc系统中。

2.zero-order hold: 用于进行对输入的采样保持，采样时间由adc所要工作的频率决定。

3.lookup-1d: 一维的查找表，设定不同的输入输出，可以做成adc和dac模块。

4.sum: 把两个数相加，实现实际中的信号相加减。

或者用于数字补偿。

5.gain: 模拟余数的放大功能，或者用于数字量移位。

6.xy-graph: 用于查看adc的传输函数。

整个系统的结构：1.9级相同的处理模块2.最后一级的比较（2位）3.数字矫正每一级处理模块的构成：1.包括模块：zero-order hold, subadc(look-up),dac(lookup),sum,gain.2.两个查找表都需要进行对输入输出进行处理：解释如下最后的每一级电路都是要做出mask的，对外的接口有比较器的阈值，dac的输出，以及采样时间，每一级的增益。

比如如果要求输入阈值为[-0.25 0.25](以矩阵的形式输入）。

但是为了使查找表工作的更合理。

subadc查找表对应的。

输入输出为：输入[－realmax -0.25 -0.25 0.25 0.25 realmax] 输出[0 0 1 1 2 2].同样如果要求dac的输出为[-0.5 0 0.5], dac查找表对应的输入输出为输入[0 0 1 1 2 2]，输出[-0.5 -0.5 0 0 0.5 0.5].这就需要两个函数来做成接口，实现这种矩阵的扩展。

参见（adc_glue,dac_glue).如图：3.然后把信号相加。

最后一级的比较：也是用查找表来实现：输入[-realmax -0.5 -0.5 0 0 0.5 0.5 realmax]输出[0 0 1 1 2 2 3 3]数字矫正：把每一级数字输出乘以一个特定常数后（比如最后一级处理模块数字输出乘2），后相加，就可以看输出波形了。

51单片机ad转换代码及仿真

51单片机AD转换代码及仿真1. 任务概述本文主要探讨51单片机模拟信号的AD（模数转换）过程以及相关代码的编写和仿真。

通过本文，读者将了解到51单片机的AD转换原理、AD转换的流程、具体代码实现方法以及如何使用仿真软件进行验证和调试。

2. 51单片机的AD转换原理[为了实现模拟信号到数字信号的转换，51单片机内置了一部分模拟数字转换器（ADC）。

ADC是一种电子元器件，它可以将模拟信号转换成数字信号。

模拟信号是连续的，而数字信号是离散的。

模拟信号转换成数字信号的过程叫做AD（模数转换），其原理可以简单描述如下：]1.首先，模拟信号通过模拟输入引脚进入51单片机中的ADC模块。

2.ADC模块将模拟信号进行采样，即对信号进行离散化处理，将离散化后的采样值存储在一个寄存器中。

3.采样值随后会经过数字化处理，变成具有一定精度的数字量。

4.数字量经过处理后，嵌入系统可以根据其数值进行分析、判断和控制。

3. 51单片机的AD转换流程[51单片机的AD转换流程可以分为以下几个步骤：]3.1 设置ADC模块在使用51单片机进行AD转换之前，需要先设置ADC模块的相关参数，如引脚选择、参考电压选择、时钟频率等。

这些设置可通过写入ADC相关的寄存器来完成。

3.2 启动转换设置完成后，可以通过设置一个特定的位来启动AD转换。

一旦AD转换开始，51单片机将根据设置的参数自动进行转换操作。

3.3 等待转换完成在启动AD转换后，需要等待转换完成。

此时，可以通过查询ADC模块的状态位来判断转换是否完成。

3.4 读取转换结果转换完成后，可以通过读取ADC寄存器的值来获取AD转换结果。

这个值将会代表输入模拟信号的数字化数值。

4. 51单片机AD转换的代码实现[以下给出一个简单的51单片机AD转换的代码示例。

本示例假设选用了P1口作为ADC的输入引脚，使用AVCC作为参考电压，时钟频率为12MHz。

]#include <reg52.h>// 引入51单片机的头文件sbit ADC_IN = P1^0; // 定义P1.0为ADC输入引脚void ADC_Init() {// 设置ADC参考电压为AVCCADMUX = (1<<REFS0);// 设置ADC输入通道为ADC0（P1.0）ADMUX |= (1<<MUX0);// 启用ADC模块，设置ADC时钟频率为F_CPU/8ADCSRA = (1<<ADEN) | (1<<ADPS1) | (1<<ADPS0);}unsigned int ADC_Read() {unsigned int adc_value = 0;// 设置ADC转换开始位ADCSRA |= (1<<ADSC);// 等待转换完成while (ADCSRA & (1<<ADSC));// 读取ADC寄存器的值adc_value = ADCL;adc_value |= (ADCH<<8);return adc_value;}void main() {unsigned int adc_result = 0;ADC_Init(); // 初始化ADC模块while (1) {adc_result = ADC_Read(); // 读取ADC转换结果// 在此处对结果进行处理或输出}}在以上示例代码中，首先通过ADC_Init()函数对ADC进行初始化设置。

adcmatlab建模的方法

在MATLAB中建立ADC模型的方法有很多种，以下是一种简单的方法：
1. 打开MATLAB软件，创建一个新的Simulink模型。

2. 在Simulink模型中，找到“ADC”模块并将其拖拽到模型中。

3. 右键点击“ADC”模块，选择“Edit Subsystem”。

4. 在编辑器中，可以设置ADC的参数，例如输入信号的幅度、采样时间等。

5. 完成参数设置后，点击“OK”保存设置。

6. 在Simulink模型中，使用信号源或其他模块生成输入信号并将其连接到“ADC”模块的输入端口。

7. 在Simulink模型中，设置仿真时间和仿真类型。

8. 点击“Simulate”开始仿真。

9. 在仿真结果中，可以查看ADC的输出信号波形和性能指标。

需要注意的是，ADC的建模方法与具体的应用场景和信号处理要求有关。

因此，在建模过程中需要仔细考虑输入信号的性质、ADC的性能参数和电路设计等方面的问题。

同时，也需要了解MATLAB Simulink和Simscape等工具的使用方法和应用场景，以便更好地进行建模和仿真分析。

中山学院EDA综合实验报告-ADC采样控制电路设计

学生实验报告
3、ADC控制电路的仿真分析
结合代码分析，如图所示，每一个时钟上升沿都使状态机进入下一个状态，刚开始的ALE和START高电位表明状态机经过了状态s1，在给EOC输入高电位前，给D所写的值121并没有送进电路，因而Q输出为0，这是因为从状态s2到s3需要EOC信号为高电位才能
结合代码分析，如图所示，在s0状态之时，当CLK信号处于上升沿，则进入s1状态；在s1状态之时，当CLK信号处于上升沿，ALE、START输出为1，则进入s2状态；在s2状态之时，当CLK信号处于上升沿，ALE、START下拉为0，如果EOC输入为1则进入s3状态，否则仍然处于s2状态；在s3状态之时，OE输出为1，同时进入s4状态；在s4状态之时，OE、LOCK输出为1，并且重新回到s0状态；如果执行RST复位操作，无论当前。

流水线ADC的行为级仿真

模数转换器（，ｏｖｒｒ是各种电子系统中得到广泛ＡＤｃｎｅｔ）ｅ
术构造的模型，以此模型为基础构成采样一持、Ａ并保ＭＤＣ及比较器电路的模型，而保证这样得到的行为级仿真有较高从
ＡｂｔａｔＢｅａｉｒｌｅｅｉｌｔｎｉｖｒｏｔｎｒｈｒｖｍｅｔｆｈｅｉｎｅｃｅｃｆｐｌｅＡＤＣ．ｈｅｓｒｃ：ｈｖｏａ－ｖｌｍｕａｉｅｙｉｌｓｏｓｍｐｒｔｏｅｉｏｅｎｅｄｓｇｆｉｎｙｏｅｉａｆｔｍｐｏｔｉＰｉｎｓＴｅｋｙｉｈｗｔｏｓｕｔｔｅｂｈｖｏｄｌａｃｕａｅａｏｓｂｅＩｈｓｐｐｒｎｏａｃｏｄｌｗｉｈａｃｒｃｓｓｏｏｃｎｔｃｈｅａｉｒｍｏｅｓａｃｒｔｓｐｓｉｌ．ｎｔｉａｅ，ａｐｍｐｍａｒｍｏｅｔｈｓｃｕａｙｉｒｈＪｉａｐｉｄｔｕｌｅｂｈｖｏａｄｌｉｅｉｅＡＤＣ．ｎｏｄｒｔｅｉｅｐｐｓｄｍｏｅ，ａ７ｉＰｐｌｅＡＤＣｉｄｓｇｅｐｌｂｉｔｅａｉｒｌｅｏｄｈｍｏｅｐｐｌｆｏｎｓＩｒｅｖｒｙｔｒｏｅｄｌｂｔｏｆｈｏｅｉｉｎｅｉｎｄｓａｄｔｅｓｍｕａｉｎｉｃｒｉｄｏｔｂｔｔｔｅｃｒｕｔｌｖｌａｄｔｅｂｈｖｏａｅｅ．Ｔｅｅｐｒｎａｅｕｔｈｗｈｔｔｅｎｉｌｔｓａｒｕｏｈａｈｉｃｉｅｅｎｈｅａｉｒｌｌｖ１ｈｘｅｍｅｔｒｓｌｓｏｔａｈｈｏｅｉｌｓｂｈｖｏａｉｌｔｎｍａｃｅｅｃｒｕｔｌｖｌｉｌｔｎｖｒｅ１Ｍｅｎｈｌｅｓｌｔｎｔｅｕｅｉｎｆａｔ．ｅａｉｒｌｍｕａｉｔｈｓｔｉｉｅｅｍｕａｉｅｗｌｓｏｈｃ－ｓｏｙ．ａｗｉｔｉａｉｉｉｒｄｃｄｓｇｉｃｎｌｅｈｍｕｏｍｅｓｉｙＫｅｒｓｐｒｔｎｌｍｐｉｅ；ｐｐｌｅＡＤＣ；ｂｈｖｏａｄｌｅａｉｒｌｓｍｕａｉｎｙｗｏｄ：ｏｅａｉａｏａｌｒｉｅｉｆｎｅａｉｒｍｏｅ；ｂｈｖｏａｉｌｔｌｏ

流水线ADC的行为级仿真

流水线ADC的行为级仿真蔡卫华;郭裕顺【摘要】Behavioral-level simulation is very important for the improvement of the design efficiency of Pipeline ADCs. The key is how to construct the behavior model as accurate as possible. In this paper, an opamp macromodel with high accuracy is applied to build the behavioral model of pipeline ADCs. In order to verify the proposed model, a 7bit Pipeline ADCis designed and the simulation is carried out both at the circuit level and the behavioral level. The experimental results show that the behavioral simulation matches the circuit-level simulation very well. Meanwhile the simulation time is reduced significantly.%行为级仿真是提高流水线（Pipeline）ADC设计效率的重要手段。

建立精确的行为级模型是进行行为级仿真的关键。

本文采用基于电路宏模型技术的运算放大器模型，构建了流水线ADC的行为级模型并进行仿真。

为验证提出模型的精度，以一个7位流水线ADC为例，分别进行了电路级与行为级的仿真。

并做了对比。

结果表明这样构建的行为级模型能较好地反映实际电路的特性，同时仿真时间大大缩短。

adc transient noise仿真原理

ADC（模数转换器）的瞬态噪声仿真原理主要是基于实际的电路设计和信号处理过程。

在ADC转换过程中，瞬态噪声是一个重要的性能指标，它主要来自于电路中的随机噪声和信号的不确定性。

首先，让我们考虑随机噪声。

在ADC中，随机噪声通常是由热噪声、散粒噪声和闪烁噪声等引起的。

这些噪声源在电路中广泛存在，并且它们的功率谱密度通常是频率的函数。

为了降低随机噪声的影响，通常会采用提高采样率的方法，这可以减少对信号的不确定性。

其次，我们考虑信号的不确定性。

在ADC转换过程中，输入信号的不确定性会导致输出信号的误差。

这种不确定性通常是由信号的频率、幅度和相位等参数的不稳定性引起的。

为了降低信号不确定性的影响，通常会采用数字滤波器来平滑输出信号，以减少高频噪声的干扰。

在进行瞬态噪声仿真的过程中，我们通常会使用电路仿真软件来模拟ADC的工作过程，并对其性能进行评估。

首先，我们需要在仿真软件中建立ADC的电路模型，并设置相应的参数，如采样率、分辨率、参考电压等。

然后，我们需要在仿真软件中生成输入信号，并观察输出信号的瞬态噪声性能。

通过调整电路参数和优化信号处理算法，我们可以降低ADC的
瞬态噪声，提高其性能指标。

同时，我们还可以通过比较不同ADC 的瞬态噪声性能，选择更适合应用需求的ADC芯片。

基于simulink时间交织流水线ADC建模仿真

微　处　理　机M I CROPROCESS ORS基于simulink时间交织流水线ADC建模仿真罗　敏,王晨旭,郑永军(哈尔滨工业大学(威海)微电子中心,威海264209) 摘　要:为了研究时间交织流水线ADC的结构和性能,提出了一种完全在Matlab自带的Si m ulink仿真环境下对时间交织流水线ADC进行高层次行为级建模和仿真的方法。

在完整掌握了该类型AD转换器整体结构的基础上,对各个基本模块进行了Matlab数学建模,并最终完成了一个四通道、1.5bit/stage、采用数字校正技术的10位分辨率时间交织流水线AD转换器。

最后还给出了ADC动、静态性能的测试方法并在Si m ulink仿真环境下对其进行了仿真测试,结果表明这种高层次的仿真方法具有高效、准确的优点,大大提高了AD转换器电路的设计效率。

关键词:时间交织;流水线模数转换电路;行为级建模中图分类号:T N47 文献标识码:A 文章编号:1002-2279(2009)06-0004-04Mo de li ng and S i m u l a ti o n o f Ti m e I n te rl eavi ng P i p e li ne ADC B y S i m u li nkLUO M in,WANG Chen-xu,Z HE NG Yong-jun(M icroelectronic R&D Center,Harbin Institute of Technology in W eihai,W eihai264209,China) Abstract:I n order t o research the structure and perfor mance of parallel ti m e interleaving ADC,this paper p resent a method of high-end behavi oral modeling and si m ulati on by using Matlab in Si m ulink circum stance.Basing on wholly understanding the structure of this type of ADC,the basic module is modeled thr ough mathe matical method with Matlab and finally a four-channel1.5bit/stage,10bit parallel ti m e interleaving ADC using digital correcti on technique has been finished.A t last,the method of ADC’s dyna m ic perf or mance testing and the static perfor mances testing is reported.The si m ulati on t o this parallel ti m e interleaving ADC sho ws that the high-end behavi oral si m ulati on has the advantages of high efficiency and accuracy and it greatly i m p r oves the design efficiency of the ADC.Key words:Ti m e interleaving;Pi pelined ADC;Behavi oral modeling1　引　言随着全球电子技术领域数字化的飞速发展,作为模拟信号到数字信号转换的桥梁,ADC越来越成为技术进步和革新的关键领域之一。