Прессъобщение. Аналогово към цифрово преобразуване за начинаещи Системи за събиране на данни и микроконвертори

В конструкцията на ADC с директно претегляне, ако компараторите се заменят с линейни усилватели и изходните напрежения на всеки се сравняват с помощта на серия от компаратори с множество референтни напрежения, входният импеданс може да се увеличи. Вярно е, че броят на компараторите и логическите порти в декодиращата верига няма да намалее.

Hewlett-Packard патентова нов метод, наречен аналогово декодиране, теоретично позволяващ N-битово аналогово-цифрово преобразуване да използва само N компаратори, ключалки и XOR гейтове.

Методът се основава на използването на аналогови декодиращи схеми, работещи на няколко нива, за разлика от конвенционалните компаратори, работещи на едно.

2.4. Изходно кодиране

В ADC с директно претегляне, изходите на компаратори, чиито референтни напрежения са по-ниски от входния сигнал, са в състояние 1, а тези, чиито референтни напрежения са по-големи от входния сигнал, са в състояние 0. По аналогия с живачен термометър, такъв изход кодът се нарича термометричен. Когато входният сигнал се промени, състоянието само на един компаратор се променя във всеки даден момент. Въпреки това, моментите на работа на последния и пристигането на тактовите импулси на тригерите са независими, което при определени съотношения на закъсненията на тези елементи може да доведе до появата на нестабилност на изходния код на ADC , наречен „искрящ код“. Един от начините за борба с това явление е да се изгради декодиращо устройство, използващо код на Грей, в който състоянието само на един бит може да се променя в даден момент.

2.5. Функция за откриване на пикове

За да се запише голям фрагмент от сигнал в ограничената памет, налична в устройството, честотата на семплиране трябва да бъде намалена в сравнение с максимално възможната. В този случай може да се пропуснат кратки пикове на сигнала. За да предотвратите това явление, можете да използвате следната техника. Честотата на дискретизация винаги е максимална. Резултатът от всяка N-та проба се съхранява за съхранение, където N е факторът на разделяне на честотата на семплиране. За да се подчертае максималното положително напрежение в интервала между записите, стойността на текущата проба постоянно се сравнява с предишната и по-голямата се съхранява. По същия начин се маркира максималното отрицателно напрежение. Такива "умни" устройства, използващи описания рекурсивен алгоритъм, са вградени в някои нови цифрови осцилоскопи. Например, осцилоскопът Hewlett-Packard HP54800 може да съхранява импулси до 500 ps, ​​което съответства на честота на дискретизация от 2 GHz.

Ориз. 1. Блокова схема на „класически“ АЦП с директно претегляне

Ориз. 2. Интерполираща структура на ADC с директно претегляне

С описания алгоритъм минималната продължителност на разпределения импулс е ограничена от времето на пълния цикъл на преобразуване на ADC, значителна част от който се изразходва за преобразуване на изходния код на линията за сравнение в изходен сигнал с помощта на многостепенна логическа схема. Чрез промяна на логическата схема на ADC, закъснението на последния може да бъде намалено до закъснението на един фиксатор. Структурата на такъв цифров пиков детектор TDC1035 от Raytheon е показана на фиг. 3. Различава се от „класическия“ (фиг. 1) по това, че вместо стробирани D-тригери тук се използват RS-тригери, които се задействат веднага след пристигането на съответния сигнал за сравнение и остават в това състояние до пристигането на импулса за нулиране. "Термометричният" изходен код на лентата на RS тригера представлява кода на пиковата стойност на сигнала. Времето за превръщането му в стандартна форма вече няма строги ограничения. Този ADC е направен по доста стара технология и има гарантирана продължителност на импулса, измерена с пълна 8-битова точност от 30 ns.

Ориз. 3. Блокова схема на пиков детектор с директно претегляне ADC Raytheon TDC1035

3. Тръбопроводен ADC

Както бе споменато по-горе, максималната ширина на бита на ADC с директно претегляне е 10. За да се увеличи разделителната способност, е необходимо да се използват други структури. Много от съвременните високоскоростни ADC се състоят от възли, които последователно обработват сигнала в продължение на няколко примерни тактови цикъла. В този случай честотата на появяване на изходните кодове е равна на честотата на семплиращия сигнал. Те се наричат ​​конвейерни ADC.

3.1. Тръбопроводен ADC (подбранинг)

В този случай, сега най-разпространеният метод, група от битове от висок ред първо се преобразува в цифрова форма (грубо преобразуване). С помощта на DAC полученият код се преобразува в аналогов сигнал, който се изважда от входа. Разликата в напрежението се усилва и се подава към ADC, който преобразува група битове от нисък ред (прецизно преобразуване). Броят на такива изясняващи трансформации и следователно каскади може да бъде доста голям. ADC от нисък и висок ред работят едновременно, последователно обработвайки входящите проби. Устройството може да използва вътрешни ADC, изградени на различни принципи - директно претегляне или, например, MagAmps, разгледани по-долу.

На фиг. Фигура 4 показва структурата на усъвършенствания 12-bit Subranging ADC AD9042 от Analog Devices, който се предлага във версии с честота на дискретизация от 60 и 41 MHz. Първата верига за вземане и задържане, SHA1, съхранява пробата на сигнала по обичайния начин за продължителността на преобразуването. Неговият изходен сигнал се преобразува от ADC, чийто изходен код се съхранява в буферен регистър и се използва също за управление на DAC. Веригата за вземане и задържане на SHA2 се използва, за да предотврати влиянието на работата на първия ADC върху точността на следващата част от устройството. DAC сигналът се изважда от неговия изходен сигнал. Разликата в напрежението се усилва и съхранява от веригата за вземане и задържане на SHA3 за времето, необходимо за работа на втория ADC. Ако първият ADC работи правилно, неговата грешка няма да надвишава единица в най-младия бит. Броят на битовете на втория преобразувател е избран по такъв начин, че броят на битовете на първия и втория ADC да е един по-голям от битовия капацитет на ADC като цяло. Излишният бит се използва за коригиране на грешката при преобразуване на първия ADC. За да направи това, DAC трябва да има точност не по-малка от тази на ADC като цяло, тоест в този случай 12-битов, а сумиращият усилвател трябва да има такова усилване, че теглото на най-значимия бит от вторият ADC е не по-малък от най-малкия бит на първия. В този случай коригиращата логическа схема, която е пълен суматор, ще може да намали грешката при преобразуване до стойност, съответстваща на даден брой ADC битове. Особеност е използването на ADC от типа MagAmps, който е добре разработен от компанията, и за получаване на висока линейност и производителност, DAC с 63 източника на ток, тегловният коефициент на всеки от които съответства на конкретен код. Техническите идеи, съдържащи се в тази структура, се използват в редица други продукти на Analog Devices.

Ориз. 4. Блокова схема на тръбопроводен АЦП с коригираща логика Analog Devices AD9042

ADS807 ADC има подобна структура, използвана от Burr-Brown във всички серии високоскоростни ADC: 12-битов ADS80X (най-бързият ADS807 - 53 MHz), 10-битов ADS82X и ADS90X (най-бързият ADS824 - 70 MHz), 8- bit ADS83X и ADS93X (най-бързият ADS831 - 80 MHz).

Всички високоскоростни ADC на Texas Instruments също са базирани на този метод. Тъй като използват вътрешни директно претеглени (Flash) ADC, компанията нарича тяхната структура Samiflash. С изключение на TLC876, всички те са 8-битови и използват два вътрешни 4-битови ADC. Най-бързият от тях е TLV5580 (8 бита, 80 MHz, времето на забавяне за появата на изходния код е 4,5 тактови цикъла), най-точният е TLC876 (10 бита, 20 MHz, използва 5 вътрешни двубитови ADC).

3.2. Многостъпален с еднобитови АЦП

Една от ранните версии на конвейерния ADC (пулсационен) се състоеше от идентични етапи, свързани последователно. Всеки етап съдържаше усилвател, еднобитов ЦАП и компаратор [X]. Входният сигнал беше съхранен от схема за вземане на проби и задържане, подадена към първия компаратор, когато се задейства, еднобитовият DAC сигнал беше изваден от входния сигнал, усилен 2 пъти от усилвателя (за да се получи същото чувствителност във всички етапи) и се подава към следващия етап като диференциален сигнал. Така всеки от етапите извършва еднобитово аналогово-цифрово преобразуване. Наборът от сигнали от изходите на всички компаратори представляваше резултата от трансформацията, който беше прекодиран от изходната логика в стандартна форма. Времето за преобразуване се определя основно от времето, необходимо на сигнала да премине през всички етапи.

Ориз. 5. Блокова схема на еднобитов АЦП MagAmp - елемент от конвейерния АЦП

Подобрена тръбопроводна структура, изградена от еднобитови ADC, се нарича Магнитудни усилватели или накратко MagAmps, тъй като използва усилватели на абсолютната стойност на сигнала. Използват се и други имена. Еквивалентната каскадна схема на такъв ADC е показана на фиг. 5. Компараторът определя знака на входното напрежение, според който произвежда изходен бит. В същото време той контролира знака на усилването, с което сигналът влиза в следващия етап: +2 или –2. Референтното напрежение VR се сумира с напрежението на изхода на превключвателя, образувайки диференциален сигнал, който преминава към следващия етап. За разлика от описания по-горе вариант (пулсации), тази зависимост има скокове само в производната, но няма резки скокове в амплитудата, което спомага за постигане на висока скорост на преобразуване. Основният фактор, който прави възможно постигането на високи скорости на преобразуване, е способността да се прилагат високоскоростни диференциални стъпала с ниско изкривяване и точност, достигаща 8 бита, без използването на обратна връзка в нови аналогови IC структури, управлявани от ток. Поради формата на зависимостта този ADC се нарича още сгънат, а за кодирането на изхода под формата на код на Грей се нарича още сериен ADC на Грей. Поради тяхната технологичност, тези структури често се използват за изграждане на евтини ADC с добра производителност. Например Analog Devices в своите 12-битови ADC AD9042, серията AD922X с честота на дискретизация до 10 MHz, двойният 8-битов AD9059 с честота на дискретизация 60 MHz (5 MSB) и 8-битовият AD9054 с честота на дискретизация от 200 MHz процент (4 старши цифри).

4. За използването на многофазно вземане на проби

Когато дискретните сигнали са нестабилни, което обикновено се проявява под формата на тяхното фазово трептене, при сигнали с честота, съизмерима с честотата на дискретизация, се наблюдава появата на характерни нелинейни изкривявания, толкова по-големи, колкото по-висока е скоростта на промяна на сигнала . Взети са специални мерки за подобряване на времевата стабилност на тактовите генератори, например новите осцилоскопи на Hewlett-Packard използват схема за оформяне на фазово заключен контур, която осигурява много стабилен тактов сигнал.

Често във високоскоростни ADC, изградени на различни принципи, за да се увеличи еквивалентната честота на дискретизация на устройството като цяло, няколко ADC се използват паралелно на входовете и пробите с времево изместване един спрямо друг. Този метод, наречен многофазно вземане на проби, предоставя значителни предимства в скоростта на преобразуване, ако времето за запис (проба) на сигнал в една физическа клетка за съхранение е значително по-малко от времето от пристигането на сигнала за вземане на проби до появата на сигнала в ADC изход. Например, в AD9059, споменат по-горе, времето за вземане на проби от веригата за вземане и задържане в чипа е 1 ns, а минималният интервал между сигналите за проби е 16,7 ns. Тази възможност обаче трябва да се използва внимателно. Ограниченията, причинени от недостатъчната стабилност на сигналите за вземане на проби и разликата във времето за преобразуване за ADC, включени в устройството, водят до факта, че сега най-често се използва или преплитането на само два ADC, реализирани на един чип, като AD9058, или тази възможност е напълно изоставена, както в новите осцилоскопи от Hewlett-Packard.

Литература

1. Каталог на Tektronix, 1988 г.
2. Denbnovetsky S.V. et al., Осцилоскопи за съхранение на катодни лъчи. Москва, "Радио и съобщения", 1990 г.
3. 20X часовниково умножение премества скоростта на дигитализиране на преносими обхвати в Hiperdrive. Ричард Б. Рудлоф, Hewlett-Packard Corp.
4. Цифров запис на импулсен сигнал AFI-1700. Техническо описание и инструкция за експлоатация. Институт по ядрена физика, Сибирски клон на Академията на науките на СССР, 1994 г.
5. 500Mpsps 8-битов флаш ADC, Ръководство за аналогов дизайн, 7-мо издание, Maxim Integrated Products, Inc.
6. Уолт Кестър. Високоскоростно вземане на проби и високоскоростен ADC. Високоскоростни техники за проектиране, Analog Devices Inc.
7. Winter 1999 Designer's Reference Manual, CD, Analog Devices Inc.
8. 1997 Data Book, CD, Raytheon Electronics Semiconductor Division.
9. 1999 CD-ROM каталог, Burr-Brown Corporation.
10. Ръководство на дизайнера и книга с данни.

Нека да разгледаме основния набор от проблеми, които могат да бъдат приписани на принципите на работа от различни видове. Последователно броене, побитово балансиране - какво се крие зад тези думи? Какъв е принципът на работа на микроконтролерния ADC? Ще разгледаме тези, както и редица други въпроси, в рамките на статията. Първите три части ще посветим на общата теория, а от четвъртия подзаглавие ще изучим принципа на тяхното действие. Може да срещнете термините ADC и DAC в различна литература. Начинът на работа на тези устройства е малко по-различен, така че не ги бъркайте. И така, статията ще разгледа от аналогова към цифрова форма, докато DAC работи в обратна посока.

Определение

Преди да разгледаме принципа на работа на ADC, нека да разберем какъв вид устройство е то. Аналогово-цифровите преобразуватели са устройства, които преобразуват физическо количество в съответно числово представяне. Първоначалният параметър може да бъде почти всичко - ток, напрежение, капацитет, съпротивление, ъгъл на въртене на вала, честота на импулса и т.н. Но за да сме сигурни, ще работим само с една трансформация. Това е "кодът на напрежението". Изборът на този формат на работа не е случаен. В крайна сметка, ADC (принципът на работа на това устройство) и неговите характеристики до голяма степен зависят от използваната концепция за измерване. Това се разбира като процес на сравняване на определена стойност с предварително установен стандарт.

Характеристики на ADC

Основните са битовата дълбочина и честотата на преобразуване. Първият се изразява в битове, а вторият в брои за секунда. Съвременните аналогово-цифрови преобразуватели могат да имат 24-битова резолюция или скорости на преобразуване, които достигат GSPS единици. Моля, обърнете внимание, че ADC може да ви предостави само една характеристика наведнъж. Колкото по-големи са техните показатели, толкова по-трудно е да се работи с устройството, а самото устройство струва повече. Но за щастие можете да получите необходимите индикатори за битова дълбочина, като пожертвате скоростта на устройството.

Видове АЦП

Принципът на работа варира в различните групи устройства. Ще разгледаме следните видове:

1. С директно преобразуване.
2. С последователно приближение.
3. С паралелно преобразуване.
4. Аналогово-цифров преобразувател с балансиране на заряда (делта-сигма).
5. Интегриране на ADC.

Има много други типове конвейери и комбинации, които имат свои собствени специални характеристики с различни архитектури. Но тези проби, които ще бъдат разгледани в рамките на статията, представляват интерес поради факта, че те играят показателна роля в своята ниша от устройства с тази специфика. Затова нека проучим принципа на работа на АЦП, както и зависимостта му от физическото устройство.

Директни аналогово-цифрови преобразуватели

Стават много популярни през 60-те и 70-те години на миналия век. Произвеждат се в този вид от 80-те години. Това са много прости, дори примитивни устройства, които не могат да се похвалят със значителна производителност. Тяхната разрядност обикновено е 6-8 бита, а скоростта рядко надвишава 1 GSPS.

Принципът на работа на този тип АЦП е следният: положителните входове на компараторите едновременно получават входен сигнал. Към отрицателните клеми се прилага напрежение с определена величина. И тогава устройството определя своя режим на работа. Това става благодарение на референтното напрежение. Да кажем, че имаме устройство с 8 компаратора. Когато се приложи ½ референтно напрежение, само 4 от тях ще бъдат включени. Приоритетният енкодер ще бъде генериран и записан в изходния регистър. По отношение на предимствата и недостатъците можем да кажем, че работата ви позволява да създавате високоскоростни устройства. Но за да получите необходимата дълбочина на битовете, трябва да работите усилено.

Общата формула за броя на компараторите изглежда така: 2^N. Под N трябва да поставите броя на цифрите. Обсъденият по-рано пример може да се използва отново: 2^3=8. Общо за получаване на третата цифра са необходими 8 компаратора. Това е принципът на работа на ADC, които са създадени първи. Не е много удобно, така че впоследствие се появиха други архитектури.

Аналогово-цифрови преобразуватели с последователно приближение

Това използва алгоритъм за "претегляне". Накратко, устройствата, работещи с помощта на тази техника, се наричат ​​просто ADC със серийно броене. Принципът на работа е следният: устройството измерва стойността на входния сигнал и след това се сравнява с числа, които се генерират по определен метод:

1. Настроена е половината от възможното референтно напрежение.
2. Ако сигналът е надхвърлил границата на стойността от точка №1, той се сравнява с числото, което се намира по средата между оставащата стойност. Така че в нашия случай това ще бъде ¾ от референтното напрежение. Ако референтният сигнал не достигне този индикатор, тогава ще се направи сравнение с друга част от интервала по същия принцип. В този пример това е ¼ референтно напрежение.
3. Стъпка 2 трябва да се повтори N пъти, което ще ни даде N бита от резултата. Това се дължи на извършването на N брой сравнения.

Този принцип на работа позволява да се получат устройства с относително висока скорост на преобразуване, които са ADC с последователно приближение. Принципът на работа, както можете да видите, е прост и тези устройства са идеални за различни случаи.

Паралелни A/D преобразуватели

Те работят подобно на серийните устройства. Формулата за изчисление е (2^H)-1. За случая, разгледан по-рано, ще ни трябват (2^3)-1 компаратори. За работа се използва специфичен набор от тези устройства, всяко от които може да сравнява входното и индивидуалното референтно напрежение. Паралелните аналогово-цифрови преобразуватели са доста бързи устройства. Но принципът на проектиране на тези устройства е такъв, че е необходима значителна мощност, за да се поддържа тяхната функционалност. Поради това не е препоръчително да ги използвате със захранване от батерия.

Аналогово-цифров преобразувател с битов баланс

Работи по подобна схема като предишното устройство. Следователно, за да се обясни функционирането на побитово балансиращ ADC, принципът на работа за начинаещи ще бъде разгледан буквално с един поглед. Тези устройства се основават на феномена на дихотомията. С други думи, извършва се последователно сравнение на измерената стойност с определена част от максималната стойност. Могат да се вземат стойности от ½, 1/8, 1/16 и т.н. Следователно един аналогово-цифров преобразувател може да завърши целия процес в N итерации (последователни стъпки). Освен това H е равно на битовия капацитет на ADC (вижте дадените по-рано формули). Така имаме значителна печалба във времето, ако скоростта на оборудването е особено важна. Въпреки значителната си скорост, тези устройства се характеризират и с ниска статична грешка.

Аналогово-цифрови преобразуватели с балансиране на заряда (делта-сигма)

Това е най-интересният тип устройство, не на последно място поради принципа на действие. Състои се в сравняване на входното напрежение с това, което е натрупано от интегратора. На входа се подават импулси с отрицателна или положителна полярност (всичко зависи от резултата от предишната операция). По този начин можем да кажем, че такъв аналогово-цифров преобразувател е проста система за проследяване. Но това е само пример за сравнение, за да можете да разберете ADC. Принципът на работа е системен, но за ефективното функциониране на този аналогово-цифров преобразувател не е достатъчно. Крайният резултат е безкраен поток от единици и нули, който преминава през цифровия нискочестотен филтър. От тях се формира определена битова последователност. Прави се разлика между ADC преобразуватели от първи и втори ред.

Интегриране на аналогово-цифрови преобразуватели

Това е последният специален случай, който ще бъде разгледан в статията. След това ще опишем принципа на работа на тези устройства, но на общо ниво. Този ADC е аналогово-цифров преобразувател с двутактна интеграция. Можете да намерите подобно устройство в цифров мултиметър. И това не е изненадващо, защото те осигуряват висока точност и в същото време добре потискат смущенията.

Сега нека се съсредоточим върху принципа му на работа. Състои се във факта, че входният сигнал зарежда кондензатора за определено време. По правило този период е единица от честотата на мрежата, която захранва устройството (50 Hz или 60 Hz). Може да бъде и многократно. По този начин се потискат високочестотните смущения. В същото време се неутрализира влиянието на нестабилното напрежение на мрежовия източник на електроенергия върху точността на резултата.

Когато времето за зареждане на аналогово-цифровия преобразувател приключи, кондензаторът започва да се разрежда с определена фиксирана скорост. Вътрешният брояч на устройството отчита броя на тактовите импулси, генерирани по време на този процес. Следователно, колкото по-дълъг е периодът от време, толкова по-значими са показателите.

Push-pull интеграционните ADC са много точни и поради това, както и поради относително простата конструкция, те са проектирани като микросхеми. Основният недостатък на този принцип на работа е зависимостта му от мрежовия индикатор. Не забравяйте, че неговите възможности са обвързани с продължителността на честотния период на източника на захранване.

Ето как работи ADC с двойна интеграция. Въпреки че принципът на работа на това устройство е доста сложен, той осигурява качествени показатели. В някои случаи това е просто необходимо.

Избираме БТР с необходимия ни принцип на работа

Да кажем, че сме изправени пред определена задача. Кое устройство да изберем, за да може да задоволи всички наши нужди? Първо, нека поговорим за разделителната способност и точността. Много често те се бъркат, въпреки че на практика много слабо зависят един от друг. Не забравяйте, че 12-битов A/D преобразувател може да има по-малка точност от 8-битов A/D преобразувател. В този случай разделителната способност е мярка за това колко сегмента могат да бъдат извлечени от входния диапазон на сигнала, който се измерва. Така 8-битовите ADC имат 2 8 =256 такива единици.

Точността е общото отклонение на получения резултат от преобразуването от идеалната стойност, която трябва да бъде при дадено входно напрежение. Тоест, първият параметър характеризира потенциалните възможности, които ADC има, а вторият показва какво имаме на практика. Следователно за нас може да е подходящ по-прост тип (например директни аналогово-цифрови преобразуватели), който ще задоволи нуждите поради висока точност.

За да имате представа какво е необходимо, първо трябва да изчислите физическите параметри и да изградите математическа формула за взаимодействието. При тях статичните и динамичните грешки са важни, тъй като при използване на различни компоненти и принципи за конструиране на едно устройство, те ще имат различен ефект върху неговите характеристики. По-подробна информация можете да намерите в техническата документация, предлагана от производителя на всяко конкретно устройство.

Пример

Нека да разгледаме SC9711 ADC. Принципът на работа на това устройство е сложен поради размерите и възможностите му. Между другото, говорейки за последните, трябва да се отбележи, че те са наистина разнообразни. Така например честотата на възможна работа варира от 10 Hz до 10 MHz. С други думи, може да вземе 10 милиона проби в секунда! А самото устройство не е нещо солидно, а има модулна структура. Но се използва, като правило, в сложна технология, където е необходимо да се работи с голям брой сигнали.

Заключение

Както можете да видите, ADC се основават на различни принципи на работа. Това ни позволява да изберем устройства, които ще задоволят вашите нужди и в същото време ще ви позволят да управлявате разумно наличните средства.

65 нанометра е следващата цел на зеленоградския завод Ангстрем-Т, който ще струва 300-350 милиона евро. Компанията вече е подала заявление за преференциален заем за модернизация на производствените технологии във Внешэкономбанк (VEB), съобщи тази седмица "Ведомости" с позоваване на председателя на борда на директорите на завода Леонид Рейман. Сега Angstrem-T се готви да пусне производствена линия за микросхеми с 90nm топология. Плащанията по предишния заем на VEB, за който беше закупен, ще започнат в средата на 2017 г.

Пекин срива Wall Street

Ключовите американски индекси отбелязаха първите дни от новата година с рекорден спад, а милиардерът Джордж Сорос вече предупреди, че светът е изправен пред повторение на кризата от 2008 г.

Първият руски потребителски процесор Baikal-T1 на цена от $60 стартира в масово производство

Компанията Baikal Electronics обещава да пусне в промишлено производство руския процесор Baikal-T1 на цена около $60 в началото на 2016 г. Устройствата ще бъдат търсени, ако правителството създаде това търсене, казват участниците на пазара.

MTS и Ericsson съвместно ще разработят и внедрят 5G в Русия

Mobile TeleSystems PJSC и Ericsson сключиха споразумения за сътрудничество в разработването и внедряването на 5G технология в Русия. В пилотни проекти, включително по време на Мондиал 2018, MTS възнамерява да тества разработките на шведския доставчик. В началото на следващата година операторът ще започне диалог с Министерството на далекосъобщенията и масовите комуникации за формиране на технически изисквания за пето поколение мобилни комуникации.

Сергей Чемезов: Rostec вече е една от десетте най-големи инженерни корпорации в света

Ръководителят на Rostec Сергей Чемезов в интервю за RBC отговори на наболели въпроси: за системата Platon, проблемите и перспективите на АВТОВАЗ, интересите на държавната корпорация във фармацевтичния бизнес, говори за международното сътрудничество в контекста на санкциите натиск, заместване на вноса, реорганизация, стратегия за развитие и нови възможности в трудни времена.

Rostec се „огражда“ и посяга на лаврите на Samsung и General Electric

Надзорният съвет на Rostec одобри „Стратегията за развитие до 2025 г.“. Основните цели са увеличаване на дела на високотехнологичните граждански продукти и настигане на General Electric и Samsung по ключови финансови показатели.

09/12/2013 - Норууд, Масачузетс, САЩ

Analog Devices, Inc. (NASDAQ: ADI) представи 18-битовата PulSAR® фамилия от аналогово-цифрови преобразуватели (ADC) с пропускателна способност от 5 милиона проби в секунда (MSPS), два пъти по-висока от скоростта на всеки регистър за последователно приближение, наличен днес, SAR). Със своята водеща в индустрията пропускателна способност, най-добър в класа шумов под и висока линейност, AD7960 PulSAR ADC е идеален за нискоенергийни, мултиплексирани приложения като цифрова радиография и приложения със свръхсемплиране, включително спектроскопия и контрол на градиента в магнитно-резонансно изображение и хроматографски анализ на газове.

За разлика от други 18-битови ADC, където по-високите честоти на дискретизация идват с цената на повишена консумация на енергия и намалена точност, AD7960 консумира 39 mW при 5 MSPS и е оптимизиран да поддържа отлична линейност в статичен режим (+/- 0,8 LSB интегрална нелинейност) и високи динамични характеристики (съотношение сигнал/шум 99 dB) дори при максимална скорост. Този нов преобразувател също има най-доброто съотношение на нивото на шума към пълната скала от 22,4 nV/√Hz в своя клас. Малките размери на опаковката помагат на дизайнерите да отговорят на строгите изисквания за размер, топлина и мощност, които идват със системите с голям брой канали.

Analog Devices също представи 16-bit PulSAR AD7961 фамилия ADC, която поддържа отлично съотношение сигнал/шум (95,5 dB) и интегрална нелинейност (+/- 0,2 LSB) при 5 MSPS.

• Изтеглете лист с данни, гледайте видео, поръчайте мостри и табла за оценка:
• Схеми от примерния дизайн на лабораторията: Прецизна, нискоенергийна, 18-битова сигнална верига за 5 MSPS система за събиране на данни
• Свържете се с други разработчици на Analog Devices и продуктови експерти в общността за онлайн поддръжка на EngineerZone™:

PulSAR AD7960 и AD7691 ADC са насочени към системи за събиране на данни

Пин-съвместими PulSAR AD7961 и AD7960 ADC позволяват лесни за модифициране 16/18-битови системи за събиране на данни за индустриални и здравни приложения. Те имат конфигурируем, нискошумящ LVDS (нисковолтажно диференциално сигнализиране) интерфейс, който позволява да се получават данни от преобразувателя при скорости до 300 MHz.

Цена и наличност за поръчка

Продукт	Наличност на мостра/серийно производство	разрешение	SNR (тип.)	Темпо. диапазон	Цена за брой при поръчка на 1000 бр	Кадър
AD7960	Сега	18 бита		-40°C до 85°C	$31.00	32-пинов LFCSP
AD7961	Сега	16 бита	95,5 dB	-40°C до 85°C	$21.00	32-пинов LFCSP

AD7960 може да се използва с усилвателя ADA4897 с ниска мощност rail-to-rail, усилвателя AD8031 rail-to-rail и източниците на референтно напрежение ADR4540 или ADR4550 за изграждане на пълнофункционална, ниска мощност, прецизна сигнална верига.

• Относно Analog Devices
• • Иновациите, отличното представяне и ненадминатото качество на продуктите са основните основи, които позволяват на Analog Devices да бъде една от най-успешните финансово компании на пазара на електронни компоненти в продължение на много години. Световен лидер в технологиите за обработка на сигнали и преобразуване на данни, Analog Devices обслужва повече от 60 000 клиенти в почти всяка индустрия в електронната индустрия. Analog Devices е със седалище в Норууд, Масачузетс, САЩ, с дизайнерски центрове и производствени обекти по целия свят. Analog Devices е включена в борсовия индекс S&P 500.

• Абонирайте се за , седмичното техническо списание на ADI.

  PulSAR е регистрирана търговска марка на Analog Devices, Inc.

Редактори - информация за контакт:

Разширяването на безжичните мрежи за данни, използващи все по-високи носещи честоти и скорости на данни, поставя все по-належащи предизвикателства пред подобряването на цифровизацията на сигнала. Това означава, че търсенето на по-модерни аналогово-цифрови преобразуватели (ADC) нараства. За да отговорят на съвременните изисквания, се появиха аналогово-цифрови преобразуватели с честота на дискретизация над 1 GHz. Тази статия ще обсъди използването на по-бързи ADC при разработване на нови приложения, както и при надграждане на стари.

Спомнете си правилото на Найкуист

Когато избирате аналогово-цифров преобразувател за високочестотно устройство, не забравяйте, че честотата на дискретизация на ADC трябва да бъде два или повече пъти по-голяма от честотната лента на сигнала, който трябва да бъде цифровизиран. Тази честота на дискретизация се нарича честота на Найкуист. Обърнете внимание, че се използва терминът "честотна лента", а не "честота". Ако входният сигнал е различен от синусоида, тогава той се счита за сложен. Например импулс, който се състои от основна синусоида и множество хармоници в съответствие с теоремата на Фурие. Модулираните сигнали също съдържат широк диапазон от честоти, които трябва да се вземат предвид при избора на честота на дискретизация.

Помислете за квадратна вълна, състояща се от основната честота на синусоида и безкраен брой нечетни хармоници. За 300 MHz правоуголен сигнал честотата на дискретизация на ADC трябва да бъде поне два пъти по-висока от петата хармонична честота или 3 GHz. По-сложните сигнали, като радарни или модулирани сигнали, изискват подобни високи скорости на обработка, за да уловят точно всички детайли на сигнала.

Пример е приемникът на LTE Advanced станции за обработка на сигнали, които използват медийно агрегиране за по-висока пропускателна способност и увеличени скорости на трансфер на данни. Няколко стандартни 20 MHz LTE канала са групирани, за да осигурят 40-, 80-, 160 MHz честотна лента, за да осигурят по-висока пропускателна способност на OFDM.

Приложение на високоскоростни АЦП в различни системи

Основните приложения на високоскоростните ADC са в софтуерно дефинирани радио (SDR) устройства. Повечето съвременни SDR използват архитектура с директно преобразуване (нулева IF), при която входният сигнал се дигитализира директно след филтриране и усилване. Когато работите с UHF или високочестотни сигнали (UHF или микровълнова), аналогово-цифровият преобразувател трябва да има висока честота на дискретизация. Един пример е приемник на клетъчна базова станция.

Също така, високоскоростните ADC могат да се използват в други системи, като системи за електронна война (електронна война), системи за RF запис и радарно оборудване. Много често високоскоростните аналогово-цифрови преобразуватели се използват в оборудването за измервателна технология и рефлектометрия (OTDR). Това е важна част от цифровите приемници за предварителни изкривявания, използвани в линейни радиочестотни усилватели на мощност.

По-долу е блоковата схема на Texas Instruments ADC32RF45, използван в SDR приемници с директно преобразуване:

Входният лентов филтър избира желания сигнал, усилвателят с нисък шум го усилва и сигналът се изпраща към цифров усилвател с променливо усилване, който осигурява подходящото ниво на входния сигнал към аналогово-цифровия преобразувател. Извънлентовите филтри предотвратяват псевдонимите. ADC работи с външен PLL синтезатор и средство за почистване на трептене. Той се свързва с DSP процесора чрез интерфейса JESD2048.

Продуктите, които използват ADC32RF45, включват софтуерните радиомодули FlexorSet на Pentek. Тези модули са предназначени да помогнат на инженерите да проектират персонализирано комуникационно оборудване и да експериментират с различно SDR оборудване. Модулите предлагат два ADC канала и два DAC канала (). Xilinx FPGA с вътрешен софтуер за събиране на данни и генериране на DAC сигнал прави експериментирането лесно.

Изисквания към дизайна

Най-важната стъпка при проектирането с ADC32RF45 ще бъде правилният избор на елементи на входната верига. По-специално, филтрите за изглаждане извън обхвата трябва да съответстват на входния импеданс на ADC. Това е от съществено значение, за да се осигури максимална плоскост в лентата на филтъра и за предпочитане извън зоната на отхвърляне.

За да се опрости дизайна, се препоръчва използването на S параметри (параметри на дисперсия). S-параметрите в честотната област са свързани с величини, които симулират поведението на радиочестотни вериги и компоненти. Тези комплексни стойности обикновено се представят в матрична форма, която може да се манипулира, за да илюстрира поведението и производителността на схемите и компонентите. Те са предпочитани при проектиране на системи, свързани с предавателни линии, филтри и други високочестотни устройства.

Освен това, пълен референтен дизайн с модул за оценка (EVM) ще помогне за ускоряване и опростяване на процеса на проектиране.