Сравнительные характеристики ацп различной архитек- туры

• Параллельная архитектура обеспечивает максимально высо- кую частоту выборки – до 3-4 ГГц при разрядности до 12 бит. При этом АЦП имеют высокие быстродействие и стоимость, большое потребление и очень низкую латентность (задержку). Технология: биполярная и КМОП.

• Конвеерная архитектура позволяет АЦП работать на часто- тах дискретизации до 0,5 ГГи при разрядности 16 бит. Такие АЦП имеют высокое быстродействие и среднюю стоимость, среднее потребление и низкую латентность. Технология: бипо- лярная и КМОП.

• АЦП поразрядного уравновешивания работают на частотах до 50 МГц при 18 разрядах. Они имеют простое управление и среднюю стоимость, малое потребление и низкую латентность. Технология: КМОП.

• Сигма-дельта АЦП обеспечивают частоты выборки до 10 МГц при 24 разрядах преобразования. Они имеют высокие разрешение и линейность, малое потребление и низкую стои- мость, высокую латентность. Технология: КМОП.

Параметры ацп и режимы их работы

Обычно параметры АЦП делят на статические, характеризу- ющие величины входных и выходных сигналов, разрешающую способность, погрешность преобразования постоянного напря- жения, температурную нестабильность и др., и на динамические,

определяющие максимальную частоту и время преобразования, шумовые и др.

Существенную роль также играют конструктивные парамет- ры АЦП: архитектура, число каналов, тип выходного интерфейса, наличие внутреннего тактового генератора и источника опорного напряжения, варианты исполнения корпуса.

Частота дискретизации (Speed, Sample Rate) (МГц) или ча- стота квантования, выборки (максимальная и минимальная). В процессе дискретизации аналогового сигнала в цифровой проис- ходит замер амплитуды сигнала и его величина записывается в числовой двоичной форме. Частота, с которой совершаются такие замеры, является частотой дискретизации. Максимальная частота выборки определяет наибольшую частоту, с которой происходит образование выборочных значений сигнала и при которой пара- метры АЦП не выходят из заданных пределов.

Разрядность (Resolution) (бит) – число разрядов, равное n, ко- торое определяет максимальное число кодовых комбинаций на выходе АЦП и характеризует достижимую точность преобразо- вания.

Разрядность определяет число дискретных значений, которые АЦП может выдать на выходе. Так, АЦП, способный выдать 256 дискретных значений (от 0 до 255), имеет разрядность 8 бит, по- скольку 2⁸ = 256.

Разрядность (разрешение) может быть также определена в терминах входного сигнала и выражена, например, в вольтах. Разрешение по напряжению равно разности напряжений, соот- ветствующих максимальному и минимальному выходному коду, делѐнной на число выходных дискретных значений. Например, полагая диапазон входных значений от 0 до 10 В и разрядность 12 бит (2'² = 4096 уровней квантования), получим разрешение по напряжению (10—0)/4096 = 0,00244 В = - 2,44 мВ.

Разрешающая способность – величина, обратная максималь- ному числу кодовых комбинаций на выходе АЦП. Разрешающая способность выражается в процентах, разрядах или децибелах и характеризует потенциальные возможности АЦП с точки зрения достижимой точности. Например, 12-разрядный АЦП имеет раз- решающую способность 1/4096, или 0,0245% от полной шкалы, что соответствует уровню -72,2 дБ.

Полоса пропускания входных аналоговых сигналов (Band- width, Full-Power Bandwidth) (МГц) определяет диапазон частот (по уровню -3 дБ), в котором обеспечивается дискретизация сиг- налов по полной мощности. Результирующее быстродействие всего тракта характеризуется шириной полосы полной мощности. Число каналов (# Channels) – число входных каналов анало-

гового сигнала, по которым осуществляется преобразование.

Диапазон напряжений входного сигнала (Input Voltage, K_in) (В).