L ời cam đ oan
2.7 DAC đường ống (Pipeline DAC)
Bộ chuyển đổi tuần hoàn N bit cần N chu kỳ xung nhịp để hoàn thành một sự chuyển đổi. Thay vì đưa đầu ra trở lại đầu vào mỗi lần, chúng ta có thể mở rộng bộ chuyển đổi tuần hoàn thành N tầng, trong đó mỗi tầng thực hiện một bit của sự chuyển đổi. Sự mở rộng của bộ chuyển đổi tuần hoàn tạo nên bộ DAC được gọi là DAC đường ống [9,10]. Sơ đồ của bộ chuyển đổi được vẽở hình 2.7-1
Hình 2.7-1 Bộ chuyển đổi số - tương tựđường ống
Ở đây tín hiệu được đưa xuống "đường ống" và trong khi mỗi tầng làm việc trên một sự chuyển đổi, tầng trước có thể bắt đầu xử lý sự chuyển đổi tiếp theo. Vì thế một sự trễ N chu kỳ khởi tạo được trải qua khi tín hiệu tạo con đường xuống đường ống ở lần đầu tiên. Tuy nhiên, sau sự trễ N chu kỳđầu tiên này, mỗi sự chuyển đổi chỉ xảy ra ở một chu kỳ xung nhịp.
Hoạt động của mỗi tầng trong đường ống có thểđược tóm tắt như sau: nếu bit vào là 1, cộng VREF tới đầu ra của tầng trước, chia cho 2, và đưa tới tầng thứ hai. Nếu bit vào là 0, đơn giản chia đầu ra của tầng trước cho 2 và đưa tới tầng tiếp theo.
Ví dụ hoạt động của bô DAC đường ống 3 bit cho 3 trường hợp từ mã DA =001, 110
=
B
D và DC =101. Giả sửVREF = 5V.
Tầng đầu tiên sẽ làm việc với các bit LSB của mỗi từ mã, tầng thứ hai sẽ làm việc với các bit ở giữa và tầng cuối cùng sẽ làm việc với các bit MSB. Dựa trên nguyên tắc đường ống, khi bit LSB của từ mã đầu tiên,DA, được xử lý xong thì bit LSB của từ mã thứ hai,DB, có thể bắt đầu được xử lý. Tương tự, khi bit LSB của tầng thứ hai được xử lý xong, bit LSB của từ mã thứ ba,DC, có thể bắt đầu được xử lý. Chu kỳ chuyển đổi cho tất cả các từ mã sẽ tạo ra ở đầu ra như thể hiện ở bảng 2.7-1. Những con số được in đậm thuộc về từ mã đầu tiên,DA, những con số in nghiêng thuộc về từ mã thứ hai, DB, và những con sốđược gạch dưới thuộc về từ mãDC.
Quá trình chuyển đổi của từ mã đầu tiên,DA, cần 3 chu kỳ xung nhịp 1, 2 và 3 để hoàn thành, vOUT cho từ mã DA là 0,625V. Ở chu kỳ xung nhịp thứ 4 ta có vOUT cho từ mã
B
D , vOUT(DB)= 3,75V. Và ở chu kỳ xung nhịp thứ 5 ta có vOUT cho từ mã DC, )
( C
OUT D
v = 3,125V.
Chu kỳ xung nhịp vOUT(1) vOUT(2) vOUT(3) D0 D1 D2
1 2,5 0 0 1 0 0
2 0 1,25 0 0 0 0
3 2,5 2,5 0,625 1 1 0
4 1,25 3,75 0 1
5 3,125 1
Chương 3 – TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CMOS
Hai công nghệ mạch tích hợp silíc (công nghệ bán dẫn sử dụng chất bán dẫn silíc) phổ biến nhất là công nghệ MOS và công nghệ lưỡng cực (bipolar). Bên trong mỗi họ này là các nhóm con nhưđược minh họa ở hình 3-1[9]. Trong nhiều năm, công nghệ mạch tích hợp silicon chiếm ưu thế là công nghệ lưỡng cực, được minh chứng với sự phát triển nở rộ của các IC khuếch đại thuật toán và họ IC số TTL (transistor- transistor logic). Đến đầu những năm 1970, công nghệ NMOS (n-channel MOS: transistor kênh n) là công nghệđược chọn cho phần lớn các thiết kế mạch MOS tương tự và số. Đến đầu những năm 1980, thế giới mạch tích hợp VLSI chuyển sang sử dụng công nghệ CMOS gate silicon và công nghệ này đã trở thành công nghệ chiếm ưu thế cho các thiết kế tín hiệu trộn (mixed-signal design) và mạch số VLSI suốt từ đó đến nay. Gần đây, công nghệ kết hợp cả công nghệ CMOS và công nghệ lưỡng cực, được gọi là công nghệ BiCMOS, được phát triển. Nó có được ưu điểm của cả hai công nghệ đó là tốc độ cao của công nghệ lưỡng cực và mật độ tích hợp lớn của công nghệ CMOS. Công nghệ BiCMOS được xác nhận là thành công cả về mặt công nghệ và mặt thị trường.
Hình 3-1 Phân loại công nghệ mạch tích hợp sử dụng chất bán dẫn silíc