Кіріспе
Анологты цифрлық түрлендіргіштің түрі Анологты цифрлық түрлендіргіштің жарқырауы (осыны тікелей түрлендіргіш деп те атайды) - кіріс кернеуін кезекті эталондық кернеулермен салыстыру үшін сатының әр "аяғында" салыстырғыш бар сызықтық кернеу сатысын қолданатын аналогты цифрлық түрлендіргіштің түрі. Көбінесе осы эталондық сатылар көптеген резисторлардан құралады; дегенмен, қазіргі заманғы іске асырулар сыйымдылық кернеуді бөлудің де мүмкін екенін көрсетеді. Бұл салыстырғыштардың шығысы, әдетте, цифрлық кодтағышқа беріледі, ол кірісті бинарлық мәнге айналдырады (салыстырғыштардан жиналған шығыстарды униарлық мән ретінде қарастыруға болады).
A flash ADC (also known as a direct conversion ADC) is a type of analog to digital converter that uses a linear voltage ladder with a comparator at each "rung" of the ladder to compare the input voltage to successive reference voltages. Often these reference ladders are constructed of many resistors; however, modern implementations show that capacitive voltage division is also possible. The output of these comparators is generally fed into a digital encoder, which converts the inputs into a binary value (the collected outputs from the comparators can be thought of as a unary value).
Пайдасы мен кемшіліктері
Флеш конвертерлер басқа көптеген ADC-мен салыстырғанда жоғары жылдамдықты, олар әдетте бірнеше кезеңнен кейін дұрыс жауапқа дейін шектеледі. Бұларға қарағанда флеш конвертер де өте қарапайым және аналогты салыстырғыштардан басқа, тек бинарлық кодына соңғы түрлендіру үшін логиканы қажет етеді. Ең жақсы дәлдік үшін ADC кіруінің алдына жиі жол және ұстап тұру схемасы енгізіледі. Бұл көптеген ADC түрлері үшін қажет (мысалы, бірінен соң бірі жақын ADC), бірақ флеш ADC үшін бұл нақты қажет емес, өйткені салыстырғыштар - бұл үлгі алу құрылғылары. Флеш-конвертерде басқа ADC-мен салыстырғанда көптеген салыстырғыштар қажет, әсіресе дәлдік жоғарылайтын сайын. Мысалы, флеш конвертерде n биттік түрлендіру үшін салыстырғыштар қажет. Барлық осы салыстырғыштардың көлемі, қуат тұтынуы және құны 8 биттен (255 салыстырғыштар) аса жоғары дәлдіктер үшін флеш-конвертерлерді жалпы алғанда практикалық емес етеді. Осы салыстырғыштардың орнына басқа ADC-лердің көпшілігі күрделі логикалық және/немесе аналогтық схемаларды ауыстырады, олар жоғары дәлдік үшін оңай масштабталуы мүмкін.
Іске асыру
Flash ADC-тер көптеген технологияларда іске асырылды, олар кремнийге негізделген биполярлы (BJT) және қосымша металл оксидті FET (CMOS) технологияларынан сирек қолданылатын III V технологияларға дейін. Бұл типті АДК жиі орташа өлшеміне арналған алғашқы аналогтық схеманы тексеру ретінде қолданылады. Ең алғашқы орындалулар эталондық сатыдан тұратын, жақсы сәйкес келетін кедергілер эталондық кернеуге қосылған. Резистор сатысындағы әрбір кран бір салыстырғыш үшін қолданылады, мүмкін күшейту сатысымен басталады және өлшенген кернеудің кернеу бөлікшісінің эталондық кернеуінен жоғары немесе төмен болуына байланысты логикалық 0 немесе 1 тудырады. Көшейткіш қосудың екі себебі бар: ол кернеу айырмашылығын күшейтеді. Осылайша, салыстырғыш ауысуын басып тастайды және салыстырғыштың эталондық сатыға қарай кері шуы да қатты басылады. Әдетте 4 биттен 6 битке дейінгі, кейде 7 биттік дизайн шығарылады. Энергия үнемдейтін емдік эталондық сатылар бар жобалар көрсетілді. Салыстырмалы өлшегіштерді сағаттаумен қатар, бұл жүйелер сонымен қатар кіріс сатысындағы эталондық құнды да үлгереді. Үлгі алу өте жылдам жүргізілгендіктен, конденсаторлардың ағулары елеусіз. Жақында офсет калибрлеу флеш ADC жобаларына енгізілді. Жоғары дәлдігі бар аналогтық схемалардың орнына (бұлар өзгеруді басу үшін компонент мөлшерін ұлғайтады) салыстырмалы түрде үлкен ауытқу қателері бар салыстырмалы құрылғылар өлшенеді және реттеледі. Содан кейін сынақ сигналы қолданылады және әрбір салыстырғыштың ауытқушылығы ADC LSB мәнінен төмен калибрленеді. Көптеген флеш ADC-ге тағы бір жақсарту - цифрлық қателерді түзету. ADC қатал ортада пайдаланылған немесе өте кішкентай интегралды схема процестерінен құралған кезде, бір ғана салыстырғыш кездейсоқ күйін өзгертіп, қате кодты шығаратын тәуекел жоғары болады. Бұлшықет қатесін түзету - бұл, мысалы, жоғарыға ауысқан салыстырғыш, егер ол логикалық төменді хабарлайтын салыстырғыштармен қоршалған болса, логикалық жоғары деп хабарлаудан сақтайтын цифрлық түзету механизмі.
Қалқалы АДК
Салыстырмалы құрылғылардың санын алдыңғы жағында бүгілетін контурды қосу арқылы біршама азайтуға болады, бұл бүгілетін ADC деп аталады. Флеш АДК-дағы салыстырғыштар бір рет қана пайдаланылмай, бүгілетін АДК-да салыстырғыштар бірнеше рет қолданылады. Егер n битті АДК-да m есе бүктеу схемасы қолданылса, салыстырғыштың нақты санын азайтуға болады (ауқымның қиылысуын анықтау үшін әрқашан біреуі қажет). Үлгілі бүктеу схемалары - Гилберт мультипликаторы және аналогты сымдық OR схемалары.
Қолдану
Бұл типті АДК-ның өте жоғары үлгі алу жылдамдығы радиолокациялық детекция, кең жолақты радиоқабылдағыштар, электрондық сынақ жабдықтары және оптикалық байланыс желілері сияқты жоғары жиілікті (әдетте бірнеше ГГц диапазонында) қолдануға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, флеш-ADC көбінесе көптеген цифрлық кодтау функцияларын қамтитын үлкен IC-ге енген. Сондай-ақ, delta сигма модуляция циклының ішінде шағын флеш ADC контур болуы мүмкін. Флеш-ADC-тер NAND флеш-жадында да қолданылады, онда 8 кернеу деңгейі жүгіретін қақпаларда әр ұяшыққа 3 битке дейін сақталады.