Микроэлектронные АЦП и ЦАП. Часть 4.

Нелинейность δL характеризует степень отклонения выходного значения сигнала от идеального и записывается в единицах младшего разряда. Обычно под идеальным значением подразумевается «наилучшая» линия (рис. 3.1, а), либо линия, соединяющая начальную (при наличии нулей во всех разрядах) и конечную (при наличии единиц во всех разрядах) точки (рис. 3.1, б) характеристики преобразователя. Для АЦП прямая линия проходит через точки характеристики преобразования, которые делят пополам расстояние между средними значениями уровней квантования. Иногда вводится дополнительно понятие дифференциальной нелинейности, под которой подразумевают отличие (больше или меньше) реальной ступеньки от идеальной, соответствующей соседним кодам. Дифференциальная нелинейность представляется в единицах младшего разряда. По форме представления понятию нелинейности близко понятие монотонности характеристики преобразования, хотя по существу это понятия разные. Монотонность характеристики преобразования — это соответствие знака приращения мгновенных значений входного и выходного сигналов преобразования. Для нелинейных преобразователей это соответствие знаков приращения не всегда справедливо.

Нелинейные характеристики преобразователей

Быстродействие АЦП характеризуется той максимальной скоростью, с которой можно получить очередной результат преобразования. Иными словами, время преобразования определяется интервалом, необходимым для образования на выходе АЦП устойчивого кода от момента изменения сигнала на входе преобразователя. При использовании параллельных АЦП задается ширина полосы, в пределах которой выходной сигнал отслеживает входной сигнал с погрешностями, не превышающими заданные.

Быстродействие АЦП характеризуется временем установления выходного аналогового сигнала tSU до того момента, когда его значение станет меньше единицы младшего разряда, преобразователя, иными словами, до того момента, когда выходной аналоговый сигнал войдет в зону (и не выйдет из нее) шириной, равной единице младшего разряда (ЕМР), середина которой совпадает с установившимся значением преобразованной величины (рис. 3.2).

Характеристика быстродействия ЦАП

Рассмотрим наиболее распространенные типы АЦП и ЦАП и перспективы их развития. Как отмечалось, в зависимости от алгоритма преобразования аналого-цифровые преобразователи могут использовать три метода преобразования: параллельный, последовательный и последовательно-параллельный. Выбор того или иного метода зависит от области применения преобразователя. В тех случаях, когда к быстродействию преобразователя не предъявляются жесткие требования, используются АЦП последовательного действия. В системах управления, работающих в масштабе реального времени или при обработке видеосигналов, как правило, применяются АЦП параллельного действия.