Chương 6: Chuyển đổi tương tự-số chuyển đổi số-tương tự

78 CHỈÅNG CHUØN ÂÄØI TỈÅNG TỈÛ - SÄÚ CHUØN ÂÄØI SÄÚ - TỈÅNG TỈÛ 6.1 Cå såí l thuút Âãø phäúi ghẹp giỉỵa ngưn tên hiãûu cọ dảng tỉång tỉû våïi cạc hãû thäúng xỉí l säú ngỉåìi ta dng cạc mảch chuøn âäøi ttỉång tỉû - säú (ADC : Analog-Digial Converter) v cạc mảch chuøn âäøi säú - tổồng tổỷ (DAC : Digial- Analog Converter) VD Hỗnh veợ (6.1) bióứu dióựn quaù trỗnh bióỳn õọứi tờn hióỷu daỷng tỉång tỉû sang dảng säú 111 Tên hiãûu tỉång tỉû VA âỉåüc chuøn thnh 110 dảng báûc thang âãưu Våïi phảm vi ca 101 giạ trë VA âỉåüc biãøu diãùn båíi giạ trë âải 100 diãûn thêch håüp Q 011 Chàóng hản giạ trë VA âỉåüc chuøn thnh 010 dảng báûc thang báûc v åí mäùi báûc, ta gạn ∆Q 001 cho VA mäüt giạ trë råìi rảc Vê dủ VA 000 VA biãún thiãn mäüt khoaíng nhoí 3,5 → 4,5 ta gạn cho mäüt giạ trë laỡ 100 Hỗnh 6.1 Bióứu dióựn quaù trỗnh chuyóứn õọứi tỉång tỉû sang säú Mäüt cạch täøng quạ, gi tên hiãûu tỉång tỉû l SA (VA), tên hiãûu säú l SD (VD) SD âỉåüc biãøu diãùn dỉåïi dảng m nhë phán nhæ sau : SD = bn-1.2n-1 + bn-2.2n-2 + + bo.2o Trong âọ : bk = hồûc bk = (våïi k = → k = n - 1) v âỉåüc gi l bit + bn-1 : bit coï nghéa låïn nháút (MSB : Most significant bit) Mäùi biãún âäøi ca MSB tỉång ỉïng våïi sỉû biãún âäøi nỉía di lm viãûc + bo : bit cọ nghéa nh nháút (LSB : Least significant bit) Mäùi biãún ca LSB tỉång ỉïng våïi sỉû biãún âäøi mäüt mỉïc lỉåüng tỉí Mäüt mỉïc lỉåüng tỉí bàịng mäüt náúc cuớa hỗnh bỏỷc thang Vờ duỷ : vồùi mọỹt maỷch biãún âäøi N bit våïi l N säú hảng daợy maợ nhở phỏn (Trong vờ duỷ trón hỗnh veợ 6.1 : N = 3) thỗ mọựi nỏỳc trón hỗnh báûc thang chiãúm mäüt giaï trë 79 Q = VLSB = VAM 2N −1 VAM : l giạ trë cỉûc âải cho phẹp ca âiãûn ạp tỉång tỉû VLSB = Q : gi l mỉïc lỉåüng tỉí Sai säú lỉåüng tỉí họa âỉåüc xạc âënh sau : ∆VQ = Q Khi chuøn âäøi AD phi thỉûc hiãûn viãûc láúy máùu tên hiãûu tỉång tỉû Âãø âm bo khäi phủc lải tên hiãûu mäüt cạch trung thỉûc, táưn säú láúy máùu fM phi tha mn âiãưu kiãûn : fM ≥ fth max ≅ 2B fth max : táön säú cỉûc âải ca tên hiãûu B : di táưn säú ca tên hiãûu 6.2 Cạc tham säú cå bn 6.2.1 Gii biãún âäøi ca âiãûn ạp tỉång tỉû åí âáưu vo l khong âiãûn ạp m bäü chuøn âäøi AD cọ thãø thỉûc hiãûn chuøn âäøi âỉåüc 6.2.2 Âäü chênh xạc ca bäü chuøn âäøi AD gäưm âäü phán biãût, mẹo phi tuún, sai säú khúch âải, sai säú lãûch khäng v sai säú âån âiãûu Thỉûc VD L tỉåíng 111 110 101 100 011 010 001 000 Mẹo phi tuyãún Sai säúkhuãúch âaûi Sai säú âån âiãûu Sai sọỳ lóỷch khọng VA Hỗnh 6.2 ọỹ chờnh xaùc cuớa chuyãøn âäøi AD 80 + Âäü phán biãût âæåüc âàûc trỉng båíi säú bit N Gi sỉí mäüt ADC cọ säú bit åí âáưu l N → cọ thãø phán biãût âỉåüc 2N mỉïc di âiãûn ạp vo ca Chàóng hản N = 12 → cọ 212 = 4096 mỉïc Âäü phán biãût ca mäüt ADC âỉåüc k hiãûu l Q v âỉåüc xạc âënh theo biãøu thæïc : Q = VLSB = VAM 2N −1 + Dỉûa vo âỉåìng âàûc tuún truưn âảt l tỉåíng v thổỷc cuớa ADC (hỗnh 6.2) ta thỏỳy : - ỷc tuún l tỉåíng l mäüt âỉåìng báûc thang âãưu v coù õọỹ dọỳc trung bỗnh laỡ - ỷc tuyóỳn thỉûc l mäüt âỉåìng báûc thang khäng âãưu nh hỉåíng ca sai säú khúch âải, ca mẹo phi tuún, v ca sai säú âån âiãûu 6.2.3 Täúc âäü chuøn âäøi Cho biãút kãút qu chuøn âäøi 1s, âỉåüc gi l táưn säú chuøn âäøi fc Mäüt ADC cọ tọỳc õọỹ chuyóứn õọứi cao thỗ õọỹ chờnh xaùc giaớm v ngỉåüc lải Nghéa l u cáưu vãư âäü chênh xạc v täúc âäü chuøn âäøi máu thùn våïi Tuỡy theo yóu cỏửu sổớ duỷng, phaới tỗm caùch dung cạc u cáưu âọ mäüt cạch håüp l nháút 6.3 Ngun tàõc lm viãûc ca ADC Ngun tàõc lm viãûc ca ADC âỉåüc minh theo så âäư : ADC Maỷch lỏỳy mỏựu Lổồỹng tổớ hoùa Maợ hoùa Hỗnh 6.3 Âäư thë thåìi gian ca âiãûn ạp vo v mảch láúy máùu VD 81 Trỉåïc hãút tên hiãûu tỉång tỉû VA âỉåüc âỉa âãún mảch láúy máùu Mảch ny cọ nhiãûm vủ: - Láúy máùu tên hiãûu tỉång tỉû tải nhỉỵng thåìi âiãøm khạc v cạch âãưu (råìi rảc họa tên hiãûu vãư màût thåìi gian) - Giỉỵ cho biãn âäü âiãûn ạp tải cạc thồỡi õióứm lỏỳy mỏựu khọng õọứi quaù trỗnh chuyóứn õọứi tióỳp theo (tổùc laỡ quaù trỗnh lổồỹng tổớ họa v m họa) Tên hiãûu ca mảch láúy máùu âỉåüc âỉa âãún mảch lỉåüng tỉí họa âãø thỉûc hiãûn lm trn våïi âäü chênh xạc bàịng ± Q⁄ Vỏỷy quaù trỗnh lổồỹng tổớ hoùa thổỷc chỏỳt laỡ quaù trỗnh laỡm troỡn sọỳ Lổồỹng tổớ hoùa õổồỹc thổỷc hiãûn theo ngun tàõc so sạnh, tên hiãûu cáưn chuøn âäøi âỉåüc so sạnh våïi mäüt loảt cạc âån vë chøn Q Sau mảch lỉåüng tỉí họa l mảch m họa Trong mảch m họa, kãút qu lỉåüng tỉí họa âỉåüc sàõp xãúp lải theo mäüt tráût tỉû nháút âënh phủ thüc vo loải m u cáưu trãn âáưu bäü chuøn âäøi Phẹp lỉåüng tỉí họa v m họa gi chung l phẹp biãún âäøi AD 6.4 Cạc phỉång phạp chuøn âäøi tỉång tỉû -säú Phán loải : cọ nhiãưu cạch phán loải ADC Cạch phán loải hay duỡng hồn caớ laỡ phỏn loaỷi theo quaù trỗnh chuyóứn âäøi vãư màût thåìi gian Nọ cho phẹp phạn âoạn mäüt cạch täøng quạt täúc âäü chuøn âäøi Cọ phỉång phạp chuøn âäøi sau : + Chuøn âäøi song song : Tên hiãûu tỉång tỉû âỉåüc so sạnh cng mäüt lục våïi nhiãưu giạ trë chøn Do âọ táút c cạc bit âỉåüc xạc âënh âäưng thåìi v âỉa âãún âáưu + Chuøn âäøi näúi tiãúp theo m õóỳm : Quaù trỗnh so saùnh õổồỹc thổỷc hióỷn tổỡng bỉåïc theo quy lût m âãúm Kãút qu chuøn âäøi âỉåüc xạc âënh bàịng cạch âãúm säú lỉåüng giạ trë chøn cọ thãø chỉïa âỉåüc giạ trë tên hiãûu tỉång tỉû cáưn chuøn âäøi + Chuøn âäøi song song- näúi tiãúp kãút håüp : Qua mäùi bỉåïc so sạnh cọ thãø xạc âënh âỉåüc täúi thiãøu bit âäưng thåìi 6.4.1 Chuøn âäøi AD theo phỉång phạp song song 82 + Vchuáøn - VA S1 + FF R UD S2 FF + M HỌA R Sm FF + R Xung nhởp Hỗnh 6.4: Sồ õọử nguyón lyù bọỹ chuyóứn âäøi AD theo phỉång phạp song song Tên hiãûu tỉång tỉû VA âỉåüc âỉa âäưng thåìi âãún cạc bäü so sạnh tỉì S1 âãún Sm åí âáưu vo thỉï hai, âiãûn ạp chøn Uch âỉa vo qua thang âiãûn tråí R (hỗnh 12) Do õoù, õióỷn aùp chuỏứn õỷt vaỡo cạc bäü so sạnh kãư s khạc mäüt lỉåüng khäng âäøi tỉì S1 âãún Sm âáưu ca cạc bäü so sạnh cọ âiãûn ạp vo låïn hån âiãûn ạp chøn láúy trãn thang âiãûn tråí cọ mỉïc logic 1, cạc âáưu cn lải åí mỉïc logic Táút c cạc âáưu âỉåüc näúi våïi mäüt âáưu vo ca cạc cäøng AND Âáưu ca cäøng AND näúi våïi mảch tảo xung nhëp Chè cọ xung nhởp thỗ caùc xung trón õỏửu bọỹ so saùnh måïi âỉåüc âỉa vo mảch Flip-flop Nhỉ váûy cỉï sau mäüt khong thåìi gian bàịng mäüt chu k xung nhëp lải cọ mäüt tên hiãûu âỉåüc biãún âäøi âỉa âãún õỏửu Xung nhởp õaớm baớo cho quaù trỗnh so sạnh kãút thục måïi âỉa tên hiãûu vo bäü nhåï óứ õaớm baớo maỷch hoaỷt õọỹng ọứn õởnh, quaù trỗnh m họa åí bäü m họa phi kãút thục trỉåïc cọ mäüt chu k xung nhëp måïi Mảch ny cọ ỉu âiãøm l täúc däü chuøn âäøi nhanh (cạc bit tảo âäưng thåìi), sai säú biãún âäøi tháúp, cọ thãø tảo dảng m theo mún Tuy nhiãn, cọ kãút cáúu phỉïc tảp 83 cọ säú linh kiãûn låïn Nãn viãûc ỉïng dủng chè cọ giåïi hản våïi chuøn âäøi AD cọ säú bit nh vaì täúc âäü cao VA Nhë phán < VA < 0 0 0 0 0 < VA < 0 0 0 0 < VA < 1 0 0 0 < VA < 1 0 0 1 < VA < 1 1 0 0 < VA < 1 1 0 1 < VA < 1 1 1 1 = VA 1 1 1 1 1 ã ặu õióứm : Tọỳc õọỹ bióỳn õọứi nhanh, sai säú biãún âäøi tháúp v cọ thãø tảo daỷng maợ theo yù muọỳn ã Nhổồỹc õióứm : - Kãút cáúu mảch phỉïc tảp våïi säú linh kiãûn khạ låïn - Phỉång phạp ny chè dng cạc ADC u cáưu säú bit N nh v täúc âäü chuøn âäøi cao 6.4.2 Phỉång phạp chuøn âäøi näúi tiãúp theo m nhë phán TÁƯNG VA Vch1 =VAmax/2 TÁƯNG Trỉì S S TÁƯNG Vch2 =VAmax /4 Vch3 =VAmax /8 21 20 22 Hỗnh 6.5 Bọỹ chuøn âäøi AD näúi tiãúp theo m nhë phán 84 Mäùi táưng bao gäưm mäüt bäü so sạnh, mäüt khọa âiãưu khiãøn v mäüt mảch trỉì Mäüt âáưu vo ca cạc bäü so sạnh l mỉïc âiãûn ạp ngỉåỵng Mỉïc âiãûn ạp ngỉåỵng låïn nháút VA max åí táưng âáưu tiãn v tỉång âỉång våïi bit låïn nháút Åí nhỉỵng táưng sau, âiãûn ạp l VA max VA max ngỉåỵng s l : , ty theo säú táưng sỉí dủng mảch Mảch chuøn âäøi theo phỉång phạp ny cọ säú táưng bàịng säú bit cáưn xạc âënh Mäùi táưng cho mäüt bit Gi xỉí tên hiãûu vo biãún thiãn phảm vi ÷ VA max Tên hiãûu vo s VA max VA max âỉåüc so saïnh våïi âiãûn aïp chuáøn Vch1 = Nãúu VA > thỗ ngoợ cuớa bọỹ so saùnh 2 (SS) s cho mỉïc logic v lục ny khọa K s âỉåüc näúi tåïi mỉïc âiãûn ạp chøn Vch1 âãø VA max mảch trỉì tên hiãûu Khäúi trỉì s âỉåüc thỉûc hiãûn láúy VA = (VA - Vch1) Kãút qu ca VA max Ngỉåüc lải nãúu VA < phẹp trỉì s âỉåüc tiãúp tủc âỉa vo so sạnh åí táưng våïi Vch2 = Vch1 thỗ khoùa K seợ nọỳi tồùi mổùc õióỷn thóỳ v nhåì váûy ton bäü tên hiãûu VA s âỉåüc so sạnh iãúp åí táưng sau Åí âáy mảch thỉûc hiãûn phỉång phạp biãún âäøi tưn tỉû nãn tiãún âäü bióỳn õọứi giaớm õaớng kóứ tng sọỳ tỏửng Vỗ váûy åí phỉång phạp ny, ngỉåìi ta thỉåìng giåïi hản säú táưng l 6.4.3 Chuøn âäøi AD näúi tiãúp dng vng häưi tiãúp VA SS CÄØNG Bäü âãúm thûn nghởch DAC Nguọửn dao õọỹng Kờch khồới Kóỳt quaớ Hỗnh 6.6 Så âäư chuøn âäøi AD näúi tiãúp dng vng häöi tiãúp 85 x(t) VA ∆x < h VA Sai säú ∆x 2N -1 náúc ∆t Vht t T biãún õọứi t1 t2 ti t Hỗnh 6.5 ọử thở thồỡi gian bióứu dióựn quaù trỗnh AD Khi õổa xung kờch khồới vaỡo thỗ cọứng õổồỹc mồớ vaỡ bọỹ õóỳm hoaỷt âäüng âãúm xung tỉì ngưn dao âäüng Näüi dung ca bäü âãúm s âỉåüc âỉa âãún bäü biãún âäøi AD (ADC âãø biãún âäøi thnh âiãûn ạp häưi tiãúpVht Vht ln ln âỉåüc so sạnh våïi tên hiãûu vo VA quaù trỗnh bióỳn õọứi seợ dióựn cho õóỳn tên hiãûu häưi tiãúp cán bàịng våïi tên hiãûu vo v lm âäøi trảng thại bäü so sạnh Bäü âãúm laì bäü âãúm thuáûn nghëch Mäùi VA < Vht thỗ seợ õóỳm xuọỳng Vỗ vỏỷy kóỳt thuùc thồỡi gian bióỳn õọứi thỗ tờn hióỷu họửi tióỳp seợ luọn ln dao âäüng xung quanh giạ trë âiãûn ạp vo VA tỉì bäü âãúm ngỉåìi ta láúy kãút qu ca phẹp biãún âäøi AD ny Váûy åí phỉång phạp naìy thåìi gian biãún âäøi (T biãún âäøi) laì mäüt âải lỉåüng thay âäøi v phủ thüc vo trë säú ca tên hiãûu vo VA thåìi gian biãún âäøi låïn nháút TBiãún âäøi max tæång æïng våïi VA max nãúu bäü âãúm cọ N bêt, chu k ngưn dao âäüng laỡ t thỗ : TBióỳn õọứi = (2N - 1) ∆t Sai säú ténh ca phẹp biãún âäøi ch úu phủ thüc vo sai säú ca bäü DAC v ca bäü so sạnh Khi mảch hoảt âäüng khäng cọ block choỹn nhồù (Sample and Hold) thỗ sai sọỳ õọỹng phuỷ thüc ch úu vo thåìi gian biãún âäøi M thåìi gian biãún âäøi lải phủ thüc vo VA nãn trỉåìng håüp ny sai säú khäng tuún Váûy nãúu khọng sổớ duỷng block choỹn nhồù thỗ phổồng phaùp naỡy chè thêch håüp våïi cạc tên hiãûu mäüt chiãưu hay cạc tên hiãûu cọ táưn säú tháúp, biãún thiãn cháûm 86 6.4.4 Chuøn âäøi AD theo phỉång phạp âãúm âån gin VA VC VG Tảo âiãûn ạp ràng cỉa M VD Taỷo nhởp Hỗnh 6.6 Bọỹ chuyóứn õọứi AD theo phỉång phạp âãúm âån gin V VC VA VSS1 C R t R2 R1 vch vg VSS2 VC t t Hỗnh 6.7 sồ õọử khọỳi maỷch taỷo õióỷn ạp ràng cỉa v âäư thë biãøu diãùn ngun l hoảt âäüng ca mảch t 87 Âiãûn ạp vo VA âỉåüc so sạnh våïi âiãûn ạp chøn dảng ràng cỉa Vc nhåì bäü so sạnh SS1 Khi VA > Vc → VSS = Khi VA < Vc → VSS = Bäü so saïnh (SS2) so saïnh âiãûn ạp ràng cỉa Vc våïi mỉïc (âáút) Sau âọ VSS1 v VSS2 âỉåüc âỉa âãún mảch AND Xung VG cọ âäü räüng t lãû våïi âäü låïn ca âiãûn ạp vo VA våïi gi thiãút xung ràng cỉa Vc cọ âäü däúc khäng âäøi Mảch AND thỉï hai chè cho cạc xung nhëp thåìi gian täưn tải xung VG nghéa l thåìi gian m < VA < VC mảch âãúm âáưu s âãúm säú xung nhëp âọ Säú xung ny t lãû våïi âäü låïn ca VA Bäü tảo xung ràng cỉa thỉûc cháút l mảch têch phán Dng âiãûn ạp chøn mäüt chiãưu Vch âãø nảp cho tủ âiãûn C qua âiãûn tråí R Ta cọ âiãûn ạp : V’C = VC = − Vch Vch t t t ∫ Vch dt = ∫ dt = RC o RC o RC R ' Vch VC = =|a|t R1 R Ct Giaớ sổớ taỷi t = tm thỗ VC VA, ta coï : VA = Vch V t M ⇒ t M = A R.C RC Vch Goüi Z laì säú xung nhëp âãúm âỉåüc thåìi gian tM ⇒ Z = fn.tM Våïi fn : táön säú xung nhëp ⇒ Z = fn VA R.C Vch (*) Tỉì (*) ⇒ a) Z tè lãû våïi VA b) Muäún giaớm sai sọỳ cho pheùp bióỳn õọứi thỗ phaới choỹn R, C loải täút, táưn säú xung nhëp fn phi låïn, v Vch phi äøn âënh 88 6.4.5 Chuøn âäøi AD theo phỉång phạp têch phán hai sỉåìn däúc C R K _1 Nguäön dao âäüng + _ Uch + UA Mảch logic CÄØNG Flip Flop trn Bäü âãûm Kóỳt quaớ Hỗnh 6.8 Bọỹ chuyóứn õọứi AD theo phổồng phạp têch phán sỉåìn däúc VC Gi : t1 : thåìi gian âãúm ỉïng våïi säú xung lm bäü âãúm Âäü däúc Uch tảo bë trn t2 : thåìi gian têch âiãûn ạp chøn Vch t VC : âiãûn ạp ràng cỉa åí âáưu ca bäü têch phán t1 t2 VSS VSS : âiãûn aïp ca bäü so sạnh Z : säú xung âãúm âỉåüc Zo : säú xung thåìi gian t0 t Vch : õióỷn aùp chuỏứn coù cổỷc tờnh nhổ hỗnh veợ VA : õióỷn aùp vaỡo (cổỷc tờnh nhổ hỗnh veợ) ã Hoaỷt õọỹng cuớa maỷch : ZO Z t Hỗnh 6.9 Âäư thë biãøu diãùn ngun l hoảt âäüng ca mảch Åí trảng thại âáưu tiãn, khọa K ln âàût åí vë trê Mảch têch phán s têch phán VA, âọ bäü âãúm s âãúm xung tỉì ngưn dao âäüng chøn táưn säú fn VA âỉåüc têch phán thåìi gian t1 cho âãún bäü âãúm bë trn (thåìi âiãøm t1) Lục ny mảch logic s âiãưu khiãøn 89 chuøn khọa K sang vë trê v mảch têch phán s tiãúp tủc têch phán Vch nhổng vồùi chióửu ngổồỹc laỷi vỗ Vch coù cổỷc tờnh ngỉåüc cỉûc VA Khi tên hiãûu ca bäü tờch phỏn VC giaớm xuọỳng bũng thỗ maỷch so sạnh s âọng cäøng Näüi dung ghi bäü âãúm l kãút qu biãún âäøi Nọ tè lãû våïi thåìi gian têch phán âiãûn ạp chøn t2 • Âiãûn ạp nảp cho tủ C thåìi gian t1 nhåì mảch têch phán VA VCt1 = VA t1 RC (1) • Âiãûn ạp nảp cho tủ C thåìi gian t2 theo chiãưu ngỉåüc lải nhåì VA VCt2 = - Vch t2 RC (2) Trong thåìi gian t2 âiãûn ạp trãn tủ gim xúng bàịng : ⇒ | VCt1| = | VCt2| ⇒ V VA t1 = ch t2 RC RC ⇒ t2 = VA t1 Vch Säú xung Zo âãúm âỉåüc thåìi gian t1 : Zo = t1.fn ⇒ t1 = Zo fn fn : táưn säú ca dao âäüng chøn Do âọ säú xung âãúm âỉåüc ca bäü âãúm nhåì bäü âãúm v âỉa kãút qu thåìi gian t2 : Z = t2.fn = VA V Z V t1.fn = A o fn = A Zo Vch Vch f n Vch Váûy näüi dung bäü âãúm t lãû våïi âiãûn ạp vo VA cáưn chuøn âäøi Ỉu âiãøm : biãøu thỉïc Z = VA Zo khäng cọ tham säú RC ca mảch v cng khäng Vch phủ thüc vo xung dao âäüng chuỏứn fn nhổ phổồng phaùp õóỳm õồn giaớn vỗ váûy kãút 90 qu chuøn âäøi khạ chênh xạc v âãø tàng âäü chênh xạc khäng cáưn tàng fn cao Tuy nhiãn fn phi cọ âäü äøn âënh cao, c thåìi gian t1 v t2 fn âãưu khäng âäøi Sai säú ténh khäng äøn âënh cuía Vch, fn, bäü têch phán v bäü so sạnh Hiãûn ngỉåìi ta cn thãø hiãûn phỉång phạp têch phán 3,4 âäü däúc 6.4.6 Chuøn âäøi AD theo phỉång phạp song song - näúi tiãúp kãút håüp B1 B2 BN1 U ADC TÁƯNG THỈÏ HAI DAC N1 bit song song U TệNG THặẽ NHT Maỷch hióỷu Nhỏn 2N1 Hỗnh 6.10 Bọỹ chuøn âäøi AD theo phỉång phạp song song näúi tiãúp kãút håüp Âáy l sỉû kãút håüp phỉång phạp song song v phỉång phạp näúi tiãúp nhàịm dung ỉu khuút âiãøm ca hai phỉång phạp ny : gim båït âäü phỉïc tảp ca phỉång phạp song song v tàng täúc âäü chuøn âäøi so våïi phỉång phạp näúi tiãúp Cng cọ thãø gi âáy l phỉång phạp phán âoản tỉìng nhọm bit, våïi säú bit mäùi nhọm N ≥ Bäü chuøn âäøi ADC âáưu tiãn l bäü chuyãøn âäøi song song N1 bit våïi N1 ≥ Trong bỉåïc so sạnh thỉï nháút → xạc âënh âỉåüc N1 bit Tỉì B1 → BN1 Âãø chuøn âäøi N bit, phi N Mäùi táưng dng 2N1 - bäü so sạnh Nhỉ váûy âãø chuøn âäøi N bit dng l táưng våïi l = N1 phi dng : l (2N1 - 1) = N N1 (2 - 1) bäü so sạnh N1 Vê dủ N = 9; N1 = Phỉång phạp song song-näúi thiãúp kãút håüp : säú bäü SS : l (2N1 - 1) = N N1 - (2 )=3.7=21 N1 Phỉång phạp song song : säú bäü SS : (2N - 1) = (2N - 1) = (29 - 1) = 512 - = 511 91 6.4.7 Chuyãøn âäøi AD phi tuyãún Q ta nháûn tháúy : sai säú tuyãût âäúi cuía mäüt chuyãøn âäøi AD khäng âäøi, coìn sai säú tỉång âäúi ca tàng lãn biãn âäü tên hiãûu vo Tỉì biãøu thỉïc sai säú lỉåüng tỉí họa : ∆VQ = gim Mún cho sai säú tỉång âäúi khäng âäøi ton di biãún âäøi âiãûn ạp vo thỗ õổồỡngõỷc tờnh truyóửn õaỷt cuớa bọỹ bióỳn õọứi phaới cọ dảng loga cho tè säú tên hiãûu trãn tảp ám thay âäøi di biãún âäøi ca âiãûn aùp vaỡo VD VA VA VD Hỗnh 6.11 ỷc tờnh bióỳn õọứi phi tuyóỳn cuớa ADC Hỗnh 6.12 ỷc tờnh biãún âäøi phi tuún ca DAC Ỉu âiãøm ca phỉång phạp ny l láún ạt âỉåüc tảp ám kãø c tên hiãûu vo nh v låïn, cho phẹp tàng dung lỉåüng ca kãnh thoải gim âỉåüc säú bit våïi cng cháút lỉåüng thäng tin lỉåüng tỉí họa tuún Âãø thu lải tên hiãûu trung thỉûc ban âáưu, bäü biãún âäøi DA phi cọ cáúu tảo cho âỉåìng âàûc biãún âäøi ngỉåüc ca noù coù daỷng haỡm muợ nhổ hỗnh veợ ồớ trón Âàûc tuún biãún âäit AD thỉåìng l hm säú : y= y VA l n (1 + µx ) våïi x = l n (1 + µ ) VA max y=x VD y= VD max Âäü däúc y’ taûi x = ⇒ y’| x = = µ l n (1 + ) x Hỗnh 6.13 ỷc tờnh biãún âäøi ngỉåüc ca bäü DA 6.5 Cạc phỉång phạp chuyãøn âäøi säú sang tæång tæû (DAC) Chuyãøn âäøi säú tổồng tổỷ (DAC) laỡ quaù trỗnh tỗm laỷi tờn hióỷu tỉång tỉû tỉì N säú hảng (N bit) â biãút ca tên hiãûu säú våïi âäü chênh xạc l mỉïc lỉåüng tỉí tỉïc 1LSB 92 VD VA VM DAC LTT Hỗnh 6.14 Sồ õọử khọỳi quaù trỗnh chuyóứn õọứi säú sang tỉång tỉû Âäư thë thåìi gian ca tên hiãûu sau mảch chuøn âäøi DA cọ dảng hỗnh veợ: VM VA t Hỗnh 6.15 ọử thở thồỡi gian ca tên hiãûu sau mảch chuøn âäøi DA Tên hiãûu âáưu l tên hiãûu råìi rảc theo thåìi gian nhổ trón hỗnh veợ Tờn hióỷu naỡy õổồỹc õổa qua bäü lc thäng tháúp l tỉåìng LTT Trãn âáưu ca LTT cọ tên hiãûu VA biãún thiãn liãn tủc theo thåìi gian l tên hiãûu näüi suy ca VM 6.5.1 Chuøn âäøi DA bàịng phỉång phạp âiãûn tråí (theo nguyón lyù maợ BCD) ặu õióửm : - Chố cáưn dng mäüt ngưn âiãûn ạp chøn Vch Trong säú ca mäùi bit s tỉång âỉång våïi Rht chia cho Ri, âọ : Ri l âiãûn tråí mäùi mäüt nhạnh - Phỉång phạp ny âi hi nhiãưu âiãûn tråí chờnh xaùc vồùi caùc trở sọỳ khaùc vỗ vỏỷy gàûp báút tiãûn thiãút kãú v sỉí dủng Âãø gim nhỉåüc âiãøm ny ngỉåìi ta dng nhiãưu ngưn âiãûn aùp chuỏứn tyớ lóỷ thỏỷp phỏn khaùc nhổ hỗnh v C tỉì decarde vy sang decarde khạc cáưu âiãûn tråí s cng trë säú Tuy nhiãn âiãûn ạp chøn seợ bióỳn õọứi gỏỳp 10 lỏửn Hỗnh veợ B : Säú 723 m BCD vo = - R ht R v1 − ht v R1 R2 vo = vo1 + vo2 + vo3 1 1 = M+ M = M Rtd 10 10 (3) 93 Vch 1 0 + 1 10M 5M 2.5M 1.25M 1M 500k 250k 125k 100k 50k 25k 12.5k Hỗnh 6.16 Dng mäüt ngưn Vch vo1 = - R ht 3.10 M = - Vch Vch = − R td1 10 M 1 = + M (20) K Rtd 500 10 => vo2 = R ht Vch = - 20Vch R td 1 1 = + K + K K Rtd 100 50 25 = Rht 700 (100 + 200 + 400 ) = M M 10 10 Vo 94 100k 1 50k 25k +0 Vch 12.5k 50k 25k +0 10Vch Rht 100k Vo 12.5k 100k 1 100Vch +1 50k 25k 12.5k Hỗnh 6.17 Duỡng nhiãưu ngưn Vch 6.5.2 Chuøn âäøi DA bàịng phỉång phạp âiãûn tråí báûc thang 2R A R B R C R D Vo 2R 2R 2R 20 2R 21 2R 22 23 + Vr Hỗnh 6.18 Chuøn âäøi DA bàịng phỉång phạp âiãûn tråí báûc thang