АЦП параллельного типа

Параллельные АЦП являются самым быстрым типом АЦП, использующим большое количество компараторов, работающий параллельно. N-разрядный параллельный АЦП состоит из 2^N резисторов и 2 ^N-1 компараторов (рис.29.7).

Рис.29.6. Типы АЦП – разрешение в зависимости от частоты дискретизации

Рис.29.7. Параллельный АЦП

На каждый компаратор подается опорное напряжение, значение которого для соседних точек отличается на величину, соответствующую одному младшему разряду (МЗР). При фиксированном входном напряжении все компараторы, размещенные на схеме ниже некоторой точки, имеют напряжение выше опорного напряжения. На их логическом выходе присутствует «1». У всех компараторов выше этой точки опорное напряжение больше входного, и их логический выход установлен в «0». Позиционный код с компараторов подается на шифратор, где он преобразуется в N-разрядный двоичный код.

Входной сигнал подается на все компараторы сразу, поэтому схема формирует выходной код, равный времени задержки только одного компаратора и шифратора. Это соответствует задержке нескольких логических элементов, поэтому процесс преобразования осуществляется очень быстро. Благодаря одновременной работе компараторов параллельные АЦП являются самыми быстрыми.

Такая структура предполагает наличие большого количества резисторов и компараторов, имеет ограничение по разрешающей способности. Для обеспечения высокого быстродействия каждый компаратор должен иметь высокий уровень потребления энергии. Таким образом, к недостаткам параллельных АЦП относится ограниченная разрешающая способность и большая рассеиваемая мощность (единицы ватт), что обусловливает большие размеры кристалла и высокую стоимость (сотни долларов). Кроме того, для питания быстрых компараторов необходимым током смещения, цепочка опорных резисторов должны иметь низкое сопротивление, чтобы этот источник давал значительные токи. Еще одним недостатком схемы является высокая сложность, обусловленная большим количеством резисторов и компараторов.

Как правило, параллельные АЦП имеют разрешающую способность, соответствующую 8 – 10 разрядам при максимальной частоте дискретизации до 1 ГГц.