数电研讨ADDA转换的外特性研究.doc

数电研讨 高性能A/D与D/A转换电路的外特性研究 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 2015-12 目录 引言 2 摘要 3 Abstract 3 一、A/D转换的基本原理? 4 二、A/D转换的过程 4 三、几种较为常见的A/D转换电路的外特性研究 5 3.1逐次比较型A/D转换电路的原理及外特性 5 3.2积分型A/D转换器原理及外特性 6 3.3并行比较型A/D转换电路的原理及外特性 7 3.4?过采样Σ-Δ型AD转换电路的原理及外特性 8 3.5流水线型AD转换电路的原理及外特性 10 3.6几种AD转换电路的外特性比较 12 四、A/D转换电路的设计 12 4.1确定设计思路 13 4.2并行比较型A/D转换电路的设计思路 13 4.3流水线型A/D转换电路 15 五、未来发展展望 19 六、总结 20 七、参考文献 21 引言 人类社会正在步人信息时代，而信息时代的一个重要标志就是数字化。得益于计算机技术的发展，数字信号处理起来要比模拟信号方便得多，人们更愿意将模拟信号转换成数字信号来处理。作为数字信号和模拟信号之间的桥梁，A/D转换器当仁不让成为数字化的核心。 摘要 本文从基本原理，转换过程，实现技术和发展趋势等几个方面来介绍A/D转换电路，研究了几种A/D转换电路电路的外特性，并且基于研究结果和分析对设计一个分辨率为32位、转换速度为10ns的A/D转换电路（不计成本）提出并行比较型和流水线型电路两种设计思路，并对其未来进行展望。 关键词：外特性 流水线型A/D转换电路 并行比较型A/D转换电路 转换速度 分辨率 Abstract This?paper?introduces A/D conversion circuit from four parts, which are the fundamental principles, the process of conversion, the technologies and the future of A/D conversion. Based on the differences between several circuits, we design?a?resolution?for?32-bit,?converting?speed?of? 10?ns?A/D?conversion?circuit?in?parallel? comparison?type?and pipeline?type.?Mainly?from?the?A/D?converter,?the?principle?of?this?circuit?is?constructed.?At?the?same?time,?the?paper?points?out?the?future? development?of?A/D?field. Keywords: External characteristics, pipeline A/D conversion circuit, parallel comparison A/D circuit, conversion speed, the ratio of resolution 一、A/D转换的基本原理? A/D转换的过程是将模拟输入信号转换成N位二进制数字输出信号的过程。模拟量可以是电压、电流等电信号，也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。但在A/D转换前，输入到A/D转换器的输入信号必须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号。A/D转换后，输出的数字信号可以有8位、10位、12位和16位等。 二、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。 图2-1 A/D转换的过程 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，考虑到模数转换器件的非线性失真、量化噪声及接收机噪声等因素的影响，采样频率一般取2．5～3倍的最高频率成分。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，虽然逻辑上保持器是一个独立的单元，但是，实际上保持器总是与采样器做在一起，两者合称采样保持器。量化是指将采样--保持后的信号幅值转化成某个最小数量单位（量化间隔）的整数倍，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。到此，也就完成了A/D转换。采样输出的信号在保持期间即可进行量化和编码，也就是说，这些过程通常是合并进行的。 三、几种较为常见的A/D转换电路的外特性研究 速度和精度作为A/D转换电路的最重要的两个外部特性，这一部分中我们会对几种不同的A/D转换电路进行分析和比较。 3.1逐次比较型A/D转换电路的原理及外特性 逐次比较型A/D转换电路主要由采样保持电路(