Tracking ADC: Op/Neer-teller voor snelle, continue signaalconversie

Een derde variatie op het teller-DAC converterthema is, naar mijn mening, de meest elegante. In plaats van een conventionele „op”-teller die de DAC aanstuurt, gebruikt dit ontwerp een op/neer-teller.

De teller loopt continu, en de op/neer-controlelijn wordt aangedreven door de vergelijkeruitgang. Wanneer de analoge invoer de DAC-uitgang overschrijdt, schakelt de teller naar optel-modus. Omgekeerd, als de DAC-uitgang hoger is, telt hij af. In beide gevallen volgt de DAC-uitgang het invoersignaal in real-time.

Omdat de teller nooit reset, wordt de binaire uitgang bij elke klokpuls bijgewerkt, wat de noodzaak voor een schuifregister om de telling aan het einde van een cyclus te latchen, elimineert.

Een belangrijk voordeel is snelheid: de converter kan bemonsteringssnelheden van enkele MHz bereiken zonder de overhead van een resetfase.

Zoals getoond, is de updatetijd veel sneller dan andere teller-ADC's. Aan het begin van de plot, wanneer de teller moet „opkrijgen” bij een plotselinge verandering in het analoge signaal, matcht de veranderingssnelheid die van de eerste teller-ADC. De uitgang rampen soepel op in plaats van van nul te springen, in tegenstelling tot teller- en successieve-benadering ADC's.

Echter, de binaire uitgang is nooit statisch; het toggleert tussen tellingen op elke klokpuls, zelfs met een perfect stabiele invoer – een fenomeen bekend als bit bobble. Dit kan problematisch zijn voor digitale systemen die een vaste uitgang verwachten.

Bit bobble kan gemitigeerd worden door een schuifregister in te voegen dat de telleruitgang alleen latcht wanneer de waarde met twee of meer stappen verandert. Het ontwerpen van een detector voor twee opeenvolgende tellingen in dezelfde richting vereist enige uitvinding maar betaalt zich uit.

GERELATEERD WERKBLAD:

• Analog-naar-Digitaal Conversie Werkblad