.实用文档.A/D转换电路的外特性研究以及A/D转换技术的开展历程和趋势学院：专业：学号：学生：指导教师：目录TOC\o"1-3"\h\u1引言PAGEREF_Toc2841732A/D转换器的开展历史PAGEREF_Toc375033A/D转换技术的开展现状PAGEREF_Toc1869443.1全并行模拟/数字转换PAGEREF_Toc2161043.2两步型模拟/数字转换PAGEREF_Toc1213453.3插值折叠型模拟/数字转换PAGEREF_Toc2481653.4流水线型模拟/数字转换PAGEREF_Toc589263.5逐次逼近型模拟/数字转换PAGEREF_Toc770973.6Σ-Δ模拟/数字转换PAGEREF_Toc1241984A/D转换器的比拟与分类PAGEREF_Toc2232095A/D转换技术的开展趋势PAGEREF_Toc275010A/D转换电路的外特性研究以及A/D转换技术的开展历程和趋势1引言随着电子产业数字化程度的不断开展，逐渐形成了以数字系统为主体的格局。A/D转换器作为模拟和数字电路的接口，正受到日益广泛的关注。随着数字技术的飞速开展，人们对A/D转换器的要求也越来越高，新型的模拟/数字转换技术不断涌现。本文主要介绍了当前几种常用的A/D转换技术；并通过对数字技术开展近况的分析，探讨了A/D转换技术未来的开展趋势。2A/D转换器的开展历史计算机、数字通讯等数字系统是处理数字信号的电路系统。然而，在实际应用中，遇到的大都是连续变化的模拟量，因此，需要一种接口电路将模拟信号转换为数字信号。A/D转换器正是基于这种要求应运而生的。1970年代初，由于MOS工艺的精度还不够高，所以模拟局部一般采用双极工艺，而数字局部那么采用MOS工艺，而且模拟局部和数字局部还不能做在同一个芯片上。因此，A/D转换器只能采用多芯片方式实现，本钱很高。1975年，一个采用NMOS工艺的10位逐次逼近型A/D转换器成为最早出现的单片A/D转换器。1976年，出现了分辨率为11位的单片CMOS积分型A/D转换器。此时的单片集成A/D转换器中，数字局部占主体，模拟局部只起次要作用；而且，此时的MOS工艺相对于双极工艺还存在许多缺乏。1980年代，出现了采用BiCMOS工艺制作的单片集成A/D转换器，但是工艺复杂，本钱高。随着CMOS工艺的不断开展，采用CMOS工艺制作单片A/D转换器已成为主流。这种A/D转换器的本钱低、功耗小。1990年代，便携式电子产品的普遍应用要求A/D转换器的功耗尽可能地低。当时的A/D转换器功耗为mW级，而现在已经可以降到μW级。A/D转换器的转换精度和速度也在不断提高，目前，A/D转换器的转换速度已到达数百MSPS，分辨率已经到达24位。3A/D转换技术的开展现状通常，A/D转换器具有三个根本功能：采样、量化和编码。如何实现这三个功能，决定了A/D转换器的电路结构和工作性能。A/D转换器的类型很多，下面介绍几种目前常用的模拟/数字转换技术。3.1全并行模拟/数字转换全并行A/D转换器的结构如图1所示。它的工作原理非常简单，模拟输入信号同时与2N-1个参考电压进行比拟，只需一次转换就可以同时产生n位数字输出。它是迄今为止速度最快的A/D转换器，最高采样速率可以到达500MSPS。但是，它也存在很多缺乏。首先，硬件开销大，其功耗和面积与分辨率呈指数关系；其次，结构重复的并行比拟器之间必须要精密匹配，任何失配都会造成静态误差。而且，这种A/D转换器还容易产生离散和不确定的输出，即所谓的“闪烁码〞。所以，全并行A/D转换器只适用于分辨率较低的情况。图1N位全并行A/D转换器结构框图减小全并行A/D转换器的输入电容和电阻网络的级数是提高其性能的关键。为了到达这一目的，采用了各种新技术，如将全并行结构与插值技术相结合，可降低功耗和面积，从而可使全并行A/D转换器进行更高精度的模拟/数字转换。LaneC.设计了一个10位60MSPS转换速率的全并行A/D转换器，通过运用插值技术，将比拟器的数目从1023个减小到512个，大大节省了功耗和面积。3.2两步型模拟/数字转换两步型A/D转换器的结构如图2所示。首先，由一个粗分全并行A/D转换器对输入进行高位转换，产生N1位的高位数字输出，并将此输出通过数字/模拟转换，恢复为模拟量；然后，将原输入电压与此模拟量相减，对剩余量进行放大，再送到一个更精细的全并行模拟/数字转换器进行转换，产生N2位的低位数字输出；最后，将这两个A/D转换器的输出并联，作为总的数字输出。