Новые направления развития преобразоателей

Новое направление в области создания перспективных моделей преобразователей, обладающих большей степенью интеграции и меньшей рассеиваемой мощностью, базируется на использовании приборов с зарядовой связью (ПЗС). Идея использования ПЗС в схемах АЦП состоит в том, что существует линейная связь между входным напряжением и числом зарядов, которое необходимо для заполнения потенциальной области под электродом. Если область под электродом обладает потенциалом, соответствующим уровню отсечки, то напряжение, поступающее на вход схемы ПЗС, как бы «вытесняет» определенное количество зарядов. И при условии, что уровень потенциала области под электродом всегда соответствует уровню отсечки, количество зарядов, вытесненных входным напряжением, будет пропорционально входному напряжению.

Разработка новых видов технологий высокоскоростных КМОП-схем с высокой плотностью компоновки обеспечила возможность создания микросхем, свободных от свойственных биполярным технологиям ограничениям, например ограничения по мощности рассеивания. При этом создаются схемы, обладающие, по крайней мере, такими же скоростными характеристиками, как и схемы, изготовляемые по традиционным биполярным технологиям. Кроме того, КМОП-схемы обладают возможностью производства ИС с плотностью упаковки около 100 тыс. транзисторов на кристалл. Эти схемы можно реализовать весьма портативными вследствие уменьшения потребляемой мощности. К тому же снижение требований по питанию и уменьшению временных задержек между элементами схем позволяет использовать их весьма эффективно в преобразователях.

Проблема повышения точности преобразования является не менее сложной, чем проблема улучшения характеристик по быстродействию преобразователей. Использование новых схемотехнических решений, улучшение конструктивных характеристик ЦАП и АЦП, предварительная фильтрация сигнала на входе АЦП, дешифрация старшего разряда входного кода ЦАП — далеко не полный перечень мероприятий в плане решения указанной проблемы. Другим возможным способом улучшения точностных характеристик преобразователей является повышение степени интеграции и усложнение их структуры для обеспечения возможности использования дополнительных схем — программной компенсации погрешностей и контроля.

Работы в области преобразования сигналов в настоящее время развиваются в направлении создания СБИС, предназначенных для обработки аналоговых сигналов средствами микропроцессорной техники. Эти системы обладают гибкой архитектурой и могут использоваться в общем случае для решения сложных задач по обработке аналоговых сигналов с широкими функциональными возможностями.