Flash ADC

Ook wel de parallel . genoemd A/D-converter, dit circuit is het eenvoudigst te begrijpen. Het bestaat uit een reeks comparatoren, die elk het ingangssignaal vergelijken met een unieke referentiespanning. De uitgangen van de comparator worden aangesloten op de ingangen van een prioriteits-encodercircuit, dat vervolgens een binaire uitgang produceert. De volgende afbeelding toont een 3-bit flash ADC-circuit:

V_ref is een stabiele referentiespanning die wordt geleverd door een precisiespanningsregelaar als onderdeel van het convertorcircuit, niet weergegeven in het schema. Aangezien de analoge ingangsspanning de referentiespanning bij elke comparator overschrijdt, zullen de comparatoruitgangen achtereenvolgens verzadigen tot een hoge toestand. De prioriteits-encoder genereert een binair getal op basis van de actieve invoer van de hoogste orde, waarbij alle andere actieve invoer wordt genegeerd.

Bij bediening produceert de flash-ADC een output die er ongeveer zo uitziet:

Voor deze specifieke toepassing is een reguliere prioriteits-encoder met al zijn inherente complexiteit niet nodig. Vanwege de aard van de sequentiële uitgangstoestanden van de comparator (elke comparator verzadigt "hoog" in volgorde van laag naar hoog), kan hetzelfde effect van "inputselectie van de hoogste orde" worden gerealiseerd via een set exclusieve OF-poorten, waardoor de gebruik van een eenvoudiger encoder zonder prioriteit:

En natuurlijk kan het encodercircuit zelf worden gemaakt van een matrix van diodes, wat aantoont hoe eenvoudig dit converterontwerp kan worden geconstrueerd:

De flash-converter is niet alleen de eenvoudigste in termen van operationele theorie, maar het is ook de meest efficiënte van de ADC-technologieën in termen van snelheid, en is alleen beperkt in de vertragingen van de comparator en poortvoortplanting. Helaas is het de meest componentintensieve voor een bepaald aantal uitvoerbits.

Deze drie-bits flash-ADC vereist zeven comparatoren. Voor een versie met vier bits zijn 15 comparators nodig. Met elke extra uitgangsbit verdubbelt het aantal benodigde comparatoren.

Aangezien acht bits over het algemeen als het minimum wordt beschouwd dat nodig is voor een praktische ADC (255 comparatoren nodig!), toont de flash-methodologie al snel zijn zwakte. Een bijkomend voordeel van de flash-converter, dat vaak over het hoofd wordt gezien, is de mogelijkheid om een ​​niet-lineaire output te produceren.

Met weerstanden van gelijke waarde in het referentiespanningsdelernetwerk vertegenwoordigt elke opeenvolgende binaire telling dezelfde hoeveelheid analoge signaaltoename, wat een proportionele respons oplevert. Voor speciale toepassingen kunnen de weerstandswaarden in het scheidingsnetwerk echter ongelijk worden gemaakt.

Dit geeft de ADC een aangepaste, niet-lineaire respons op het analoge ingangssignaal. Geen enkel ander ADC-ontwerp is in staat om dit signaalconditioneringsgedrag toe te staan ​​met slechts een paar veranderingen in de componentwaarde.

GERELATEERD WERKBLAD:

• Werkblad analoog-naar-digitaal conversie