ปลดล็อกศักยภาพของ Flash ADCs ในยุคดิจิตอลที่รวดเร็ว

การเติบโตอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีดิจิตอลทำให้การพัฒนาตัวแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADCs) มีความสำคัญซึ่งเป็นสิ่งสำคัญที่ดีที่สุดสำหรับการเชื่อมต่อโลกแบบอะนาล็อกและดิจิตอลบทความนี้สำรวจว่า Flash ADC ทำงานอย่างไรส่วนประกอบของพวกเขาวิธีการทำงานและวิธีการเปรียบเทียบกับ ADC ประเภทอื่น ๆนอกจากนี้ยังเน้นถึงความสำคัญของพวกเขาในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยดูที่การปรับปรุงการออกแบบ ADC เช่นการใช้ Xor Gates ในตัวเข้ารหัสและเมทริกซ์ไดโอดซึ่งช่วยเพิ่มความเร็วในการเข้ารหัส

แคตตาล็อก

รูปที่ 1: วงจร ADC Flash

คุณควรรู้อะไรก่อนเกี่ยวกับ Flash ADC?

แฟลช ADC หรือตัวแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอล) เป็นตัวแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอลที่ง่ายที่สุดมันใช้แถวของตัวเปรียบเทียบเพื่อเปรียบเทียบสัญญาณอะนาล็อกที่เข้ามากับแรงดันอ้างอิงที่แตกต่างกันเอาต์พุตจากตัวเปรียบเทียบเหล่านี้ไปที่ตัวเข้ารหัสลำดับความสำคัญซึ่งจะให้สัญญาณอินพุตแบบไบนารีรุ่นดิจิตอลการตั้งค่าที่ตรงไปตรงมานี้ทำให้ง่ายต่อการเข้าใจว่า ADC ทำงานอย่างไรและช่วยให้สามารถแปลงได้อย่างรวดเร็วเนื่องจากวิธีการเปรียบเทียบโดยตรง

N-bit Flash ADC ประกอบด้วยตัวเปรียบเทียบ N-1 ตัวต้านทานที่ตรงกันสองชุดและตัวเข้ารหัสลำดับความสำคัญแผนภาพที่แสดงแนวคิดนี้แสดงด้านล่าง:

รูปที่ 2: โครงสร้าง ADC แฟลช

ส่วนประกอบหลักของ Flash ADC

วงจรตัวต้านทานแรงดันไฟฟ้า

วงจร Divider แรงดันไฟฟ้าตัวต้านทานเป็นส่วนพื้นฐานของ Flash ADCs (ตัวแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอล)ช่วยลดแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงถึงระดับที่ใช้งานได้อย่างง่ายดายวงจรนี้ใช้ชุดของตัวต้านทานเพื่อแยกแรงดันไฟฟ้าทำให้ง่ายต่อการควบคุมแรงดันเอาต์พุตโดยการปรับค่าตัวต้านทานการใช้กฎหมายแรงดันไฟฟ้าของ Kirchhoff แรงดันเอาต์พุตสามารถคำนวณได้อย่างแม่นยำซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการแรงดันอ้างอิงที่แม่นยำ

ตัวอย่างเช่นพิจารณาตัวแบ่งที่มีตัวต้านทานสองตัวคือ R1 และ R2 เชื่อมต่อเป็นอนุกรมแรงดันเอาท์พุท (VOUT) ที่ทางแยกของพวกเขาจะได้รับจากสูตร VOUT = (R2 × VIN) / (R1 + R2)สมการนี้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าอินพุต (VIN) และความต้านทานแสดงให้เห็นว่าตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าอย่างไรกลไกนี้มีความสำคัญสำหรับการสร้างแรงดันไฟฟ้าที่มั่นคงและแม่นยำสำหรับส่วนต่าง ๆ ของระบบอิเล็กทรอนิกส์ทำให้ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าตัวต้านทานเป็นส่วนสำคัญของการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง

เครื่องเปรียบเทียบ

ตัวเปรียบเทียบในแฟลช ADC เป็นส่วนหลักที่ช่วยเปลี่ยนสัญญาณอะนาล็อกเป็นรูปแบบดิจิตอลมันทำงานเหมือนแอมพลิฟายเออร์ง่าย ๆ เปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าอินพุตกับแรงดันอ้างอิงและให้เอาต์พุตไบนารีที่แสดงความแตกต่างระหว่างทั้งสองสัญญาณไบนารีนี้มีความสำคัญต่อการแปลงเป็นดิจิทัลเพราะมันบอกว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงกว่าหรือต่ำกว่าแรงดันอ้างอิงหรือไม่

ตัวเปรียบเทียบใช้แรงดันไฟฟ้าอินพุตที่อินพุตบวก (V+) และแรงดันอ้างอิงที่อินพุตลบ (V-)เอาต์พุต (VOUT) สูง (ระดับตรรกะ '1') ถ้า V+ มากกว่า V- และต่ำ (ระดับตรรกะ '0') ถ้าไม่ใช่การดำเนินการนี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ ADC เพราะมันสร้างสัญญาณดิจิตอลของสัญญาณอะนาล็อกโดยการระบุสถานะไบนารีอย่างถูกต้องตัวเปรียบเทียบจะช่วยให้ ADC จัดการสัญญาณอะนาล็อกที่แตกต่างกันได้ดีสำหรับผลลัพธ์ดิจิตอลคุณภาพสูงในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ตัวเข้ารหัสลำดับความสำคัญ

ตัวเข้ารหัสลำดับความสำคัญทำให้แฟลช ADC ทำงานได้ดีขึ้นโดยทำให้กระบวนการแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอลมีความแม่นยำและเชื่อถือได้มากขึ้นซึ่งแตกต่างจากตัวเข้ารหัสปกติมันจัดการกับสถานการณ์ที่อินพุตหลายตัวสูงในเวลาเดียวกันโดยไม่สับสนมันทำได้โดยใช้ระบบลำดับความสำคัญที่จัดอันดับอินพุตตรวจสอบให้แน่ใจว่าสัญญาณลำดับความสำคัญสูงสุดจะแสดงในเอาต์พุตเสมอ

ตัวอย่างเช่นหากตัวเข้ารหัสลำดับความสำคัญที่มีอินพุตหมายเลข 1 ถึง N ตรวจพบอินพุตสูงหลายตัวเช่น N-1, 4 และ 2 ในเวลาเดียวกันมันจะส่งออกรหัสไบนารีสำหรับอินพุตลำดับความสำคัญสูงสุดซึ่งเป็น N-1 ในนี้กรณี.การจัดลำดับความสำคัญนี้ทำให้ผลลัพธ์ของ ADC ถูกต้องซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับงานที่ต้องการสัญญาณอะนาล็อกดิจิตอลรุ่นดิจิตอลที่แม่นยำตัวเข้ารหัสลำดับความสำคัญปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของอุปกรณ์อย่างมากโดยการจัดการความขัดแย้งอินพุตอย่างมีประสิทธิภาพป้องกันข้อผิดพลาดและช่วยเหลือ ADC ในการทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและพึ่งพาได้มากขึ้น

พลวัตการทำงานของ Flash ADC

Flash ADC ทำงานโดยการแปลงสัญญาณอินพุตแบบอะนาล็อกเป็นเอาต์พุตดิจิตอลที่สอดคล้องกันในเวลาจริงกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการประเมินอย่างรวดเร็วของสัญญาณอินพุตผ่านหลายขั้นตอนการเปรียบเทียบแต่ละขั้นตอนแต่ละปรับให้เข้ากับระดับแรงดันไฟฟ้าอ้างอิงที่แตกต่างกันผลลัพธ์คือเอาต์พุตดิจิตอลทันทีที่สอดคล้องกับอินพุตแบบอะนาล็อกโดยตรงแสดงประสิทธิภาพและความเร็วโดยธรรมชาติของการออกแบบ ADC Flash

รูปที่ 3: แฟลช ADC และเอาต์พุต

การเปรียบเทียบแบบขนาน

ตัวแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอลแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADCs) ใช้งานโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าการเปรียบเทียบแบบขนานซึ่งเป็นศูนย์กลางของความสามารถในการแปลงสัญญาณอะนาล็อกเป็นรูปแบบดิจิตอลอย่างรวดเร็ววิธีนี้สะท้อนให้เห็นถึง "แฟลช" ใน Flash ADC คล้ายกับการเปิดรับแสงอย่างรวดเร็วในการถ่ายภาพหัวใจสำคัญของกลไกนี้คือการประเมินพร้อมกันของแรงดันไฟฟ้าอะนาล็อกอินพุตกับแรงดันอ้างอิงหลายตัวซึ่งได้มาจากบันไดตัวต้านทานส่วนประกอบนี้เป็นส่วนหนึ่งสำหรับการสร้างมาตรฐานการอ้างอิงภายใน ADC

ตัวเปรียบเทียบแต่ละตัวในอาร์เรย์มีบทบาทเฉพาะ: เปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าขาเข้ากับแรงดันอ้างอิงที่กำหนดการดำเนินการเปรียบเทียบเหล่านี้พร้อมกันช่วยให้ Flash ADCs ทำงานด้วยความเร็วสูงความแตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับการเปรียบเทียบตามลำดับที่ช้ากว่าที่เห็นใน ADC ประเภทอื่นผลลัพธ์ของการเปรียบเทียบพร้อมกันเหล่านี้คือรหัสเทอร์โมมิเตอร์ซึ่งเป็นลำดับของ '1 ต่อเนื่องตามด้วย' 0ตัวอย่างเช่นในแฟลช ADC Five-Comparator แรงดันไฟฟ้าอินพุตที่เกินแรงดันอ้างอิงของสามตัวเปรียบเทียบจะส่งผลให้รหัสเทอร์โมมิเตอร์ 11100 รูปแบบรหัสนี้แปลงอินพุตอะนาล็อกโดยตรงเป็นสัญญาณดิจิตอลแรงดันไฟฟ้าอินพุตสำหรับการประมวลผลดิจิตอลเพิ่มเติม

กระบวนการเข้ารหัส

หลังจากสร้างรหัสเทอร์โมมิเตอร์ใน ADC แฟลชเฟสการเข้ารหัสจะเริ่มขึ้นขั้นตอนนี้มีความสำคัญเนื่องจากจะแปลงรหัสเทอร์โมมิเตอร์เป็นรูปแบบไบนารีมาตรฐานสิ่งนี้จะช่วยลดจำนวนสายเอาต์พุตที่จำเป็นและทำให้ข้อมูลดิจิตอลจัดการและประมวลผลง่ายขึ้นปรับปรุงประสิทธิภาพ

การเข้ารหัสลำดับความสำคัญมักใช้สำหรับงานนี้มันทำงานได้โดยการหาตำแหน่งของ '1' สูงสุดในรหัสเทอร์โมมิเตอร์และเปลี่ยนตำแหน่งนั้นให้เป็นเลขฐานสองตัวอย่างเช่นในรหัส 11100 '1' สูงสุดอยู่ในตำแหน่งที่สามซึ่งแปลเป็นเลขฐานสอง 011 ใน ADC 3 บิตวิธีนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าอินพุตที่สำคัญที่สุดจะถูกแสดงอย่างถูกต้องและให้รูปแบบดิจิตอลขนาดกะทัดรัดของแรงดันไฟฟ้าอินพุตบางครั้งวิธีการเข้ารหัสอื่น ๆ เช่นรหัสสีเทาถูกใช้เพื่อลดข้อผิดพลาดระหว่างการถ่ายโอนสัญญาณและการประมวลผลการเข้ารหัสจะต้องดำเนินไปอย่างรวดเร็วเพื่อให้ตรงกับความสามารถความเร็วสูงของ Flash ADCsเพื่อให้ได้สิ่งนี้ Flash ADCs ใช้วงจรการเข้ารหัสพิเศษที่ออกแบบมาเพื่อการทำงานที่มีประสิทธิภาพวงจรเหล่านี้ช่วยให้การเข้ารหัสที่รวดเร็วและแม่นยำรักษาการตอบสนองอย่างรวดเร็วของอุปกรณ์และปริมาณงานที่สูง

การทำงานของ Flash ADCS

รูปที่ 4: Flash ADC

ตัวแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอลแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADCs) ดีที่สุดในแอพพลิเคชั่นดิจิตอลความเร็วสูงเนื่องจากพวกเขาแปลงสัญญาณอะนาล็อกเป็นรูปแบบดิจิตอลอย่างรวดเร็วเพื่อที่จะแปลงอินพุตแบบอะนาล็อกเป็นเอาต์พุตดิจิตอลอย่างรวดเร็วแฟลช ADCs จะถูกสร้างขึ้นด้วยระบบที่ซับซ้อนของตัวเปรียบเทียบความเร็วสูงเครือข่ายนี้ใช้ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าต้านทานเพื่อแจกจ่ายแรงดันอ้างอิงข้ามตัวเปรียบเทียบ

ในแฟลช ADC แต่ละตัวเปรียบเทียบจะเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าอินพุตกับระดับอ้างอิงเฉพาะระดับการอ้างอิงสำหรับแต่ละตัวเปรียบเทียบถูกตั้งค่าโดยตำแหน่งในลำดับตัวอย่างเช่นใน ADC แฟลช N -bit มีตัวเปรียบเทียบ 2^n - 1แรงดันอ้างอิงของแต่ละตัวเปรียบเทียบแต่ละตัวสูงกว่าค่าก่อนหน้านี้เล็กน้อย (LSB)การตั้งค่านี้สร้างรูปแบบเอาต์พุต "รหัสเทอร์โมมิเตอร์" ซึ่งไบนารีเปลี่ยนเป็นศูนย์ ณ จุดที่แรงดันไฟฟ้าอินพุตแบบอะนาล็อกอยู่ต่ำกว่าแรงดันอ้างอิงของตัวเปรียบเทียบรูปแบบนี้คล้ายกับวิธีที่ปรอทเพิ่มขึ้นในเทอร์โมมิเตอร์ทำเครื่องหมายค่าที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่องจนกว่าจะถึงจุดที่มันหยุด

ตัวเปรียบเทียบในแฟลช ADC ได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการสัญญาณความถี่สูงโดยทั่วไปแล้วพวกเขาจะมีขั้นตอนการปฏิบัติงานที่เพิ่มขึ้นและเพิ่มขึ้นเพื่อปรับสมดุลแบนด์วิดท์และกำไรต้องมีอัตราขยายต่ำที่ความถี่ที่สูงขึ้นเพื่อรักษาประสิทธิภาพและป้องกันปัญหาและตัวเปรียบเทียบแต่ละตัวได้รับการออกแบบด้วยการชดเชยแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กมากน้อยกว่า LSB เพื่อหลีกเลี่ยงการอ่านที่ไม่ถูกต้องเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยที่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของสัญญาณจริงเพื่อให้แน่ใจว่าตัวเปรียบเทียบให้เอาต์พุตที่เชื่อถือได้ Flash ADCs ใช้สลักเกลียวที่แต่ละขั้นตอนการส่งออกlatches เหล่านี้ใช้ข้อเสนอแนะในเชิงบวกเพื่อล็อคสถานะเอาท์พุทไปที่ 1 หรือ 0 การกำจัดเอาต์พุตที่ไม่ชัดเจนใด ๆ ต้องใช้การตัดสินใจที่ชัดเจนนี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการแปลงข้อมูลความเร็วสูง

การเพิ่มประสิทธิภาพ Flash ADC หมายถึงการปรับแต่งการออกแบบโดยการปรับอัตราขยายตัวเปรียบเทียบลดการชดเชยแรงดันไฟฟ้าและปรับปรุงการตอบรับสลักด้วยการปรับปรุงเหล่านี้แฟลช ADC จะมีอิทธิพลมากขึ้นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอลโดยการเพิ่มความแม่นยำความเร็วและความน่าเชื่อถือด้วยการปรับปรุงเหล่านี้ Flash ADCs จะมีมาตรฐานประสิทธิภาพที่สูงขึ้นให้บริการแอพพลิเคชั่นดิจิทัลขั้นสูงที่ต้องการการแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอลอย่างรวดเร็วและแม่นยำ

วงจร ADC แฟลช 3 บิต

รูปที่ 5: วงจร ADC แฟลช 3 บิต

วงจร ADC แฟลช 3 บิต (ตัวแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอล) เป็นระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการแปลงสัญญาณอะนาล็อกให้เป็นระบบดิจิตอลลองนึกภาพว่าคุณมีแรงดันอ้างอิงที่แม่นยำและมั่นคงหรือที่รู้จักกันในชื่อ VREF ซึ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของ ADCVREF นี้มาจากตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่มีความแม่นยำสูงซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าแรงดันไฟฟ้าจะคงที่และแม่นยำในวงจรนี้มีตัวเปรียบเทียบหลายตัวตัวเปรียบเทียบแต่ละตัวเป็นอุปกรณ์ที่เปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าอะนาล็อกอินพุตกับระดับแรงดันอ้างอิงเฉพาะเมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงกว่าแรงดันอ้างอิงที่ตัวเปรียบเทียบเฉพาะเอาท์พุทของตัวเปรียบเทียบนั้นจะเปลี่ยนเป็นสถานะสูงซึ่งหมายความว่ามันจะทำงานได้

ตัวเปรียบเทียบถูกจัดเรียงตามลำดับดังนั้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตแบบอะนาล็อกเพิ่มขึ้นตัวเปรียบเทียบมากขึ้นจะกลายเป็นอีกหนึ่งลำดับของการเปิดใช้งานนี้บ่งชี้ระดับของแรงดันไฟฟ้าอินพุตผลลัพธ์จากตัวเปรียบเทียบทั้งหมดเหล่านี้จะถูกส่งไปยังตัวเข้ารหัสลำดับความสำคัญบทบาทของตัวเข้ารหัสลำดับความสำคัญคือการตรวจสอบเอาต์พุตเปรียบเทียบที่ใช้งานอยู่และแปลงเป็นเลขฐานสองหมายเลขไบนารีนี้แสดงถึงตัวเปรียบเทียบสูงสุดที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบันโดยให้การแสดงดิจิตอลของแรงดันอินพุตแบบอะนาล็อกอย่างมีประสิทธิภาพดังนั้นวงจร ADC แฟลช 3 บิตใช้แรงดันอ้างอิงที่เสถียรเพื่อเปรียบเทียบกับแรงดันไฟฟ้าอินพุตเมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตเพิ่มขึ้นตัวเปรียบเทียบมากขึ้นจะเปลี่ยนเป็นสถานะสูงตามลำดับสถานะที่ใช้งานเหล่านี้จะถูกเข้ารหัสเป็นหมายเลขไบนารีโดยตัวเข้ารหัสลำดับความสำคัญให้เอาต์พุตดิจิตอลที่สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าอินพุตแบบอะนาล็อกกระบวนการนี้ช่วยให้การแปลงสัญญาณอะนาล็อกที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพเป็นรูปแบบดิจิตอล

ทำให้การออกแบบเข้ารหัสง่ายขึ้นในระบบ Flash ADC

รูปที่ 6: แฟลช ADC

ตัวเข้ารหัสลำดับความสำคัญจะดูที่อินพุตหลายตัวและเลือกสิ่งที่มีลำดับความสำคัญสูงสุดที่ใช้งานอยู่กระบวนการเลือกนี้ช่วยให้ระบบเข้าใจว่าสัญญาณใดในการประมวลผลอย่างไรก็ตามในบางแอปพลิเคชันเราอาจไม่จำเป็นต้องใช้คุณสมบัติทั้งหมดของตัวเข้ารหัสลำดับความสำคัญมาตรฐานในสถานการณ์เหล่านี้เราสามารถใช้ประโยชน์จากลักษณะธรรมชาติของเอาต์พุตเปรียบเทียบใน ADC แฟลชตัวเปรียบเทียบเป็นอุปกรณ์ที่เปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าสองตัวและส่งออกสัญญาณตามที่สูงกว่าในแฟลช ADC เอาต์พุตเปรียบเทียบเหล่านี้มักจะเปลี่ยนจากต่ำถึงสูงในลักษณะที่เป็นลำดับซึ่งหมายความว่าเอาต์พุตได้รับคำสั่งจากต่ำสุดไปจนถึงสูงสุด

โดยการใช้การสั่งซื้อตามธรรมชาตินี้เราสามารถทำให้การออกแบบง่ายขึ้นแทนที่จะใช้ตัวเข้ารหัสลำดับความสำคัญที่ซับซ้อนเราสามารถใช้ประตูพิเศษหรือประตู (XOR)Xor Gates เป็นประตูตรรกะพื้นฐานที่เอาต์พุตจริงเฉพาะเมื่ออินพุตแตกต่างกันด้วยการจัดเตรียมประตู XOR เหล่านี้อย่างระมัดระวังเราสามารถสร้างกลไกการเข้ารหัสที่เลือกอินพุตที่ใช้งานได้สูงสุดอย่างมีประสิทธิภาพเช่นตัวเข้ารหัสลำดับความสำคัญ แต่มีความซับซ้อนน้อยกว่า

วิธีการเข้ารหัสที่ง่ายกว่านี้ใช้งานได้ดีเพราะใช้ประโยชน์จากความอิ่มตัวของสถานะ "สูง" ตามลำดับของเอาต์พุตเปรียบเทียบในสาระสำคัญระบบเรียงลำดับตัวเองตามธรรมชาติและประตู XOR ก็ช่วยอ่านสถานะที่เรียงลำดับนี้สิ่งนี้จะช่วยลดความซับซ้อนโดยรวมของระบบ ADC ทำให้ง่ายขึ้นและถูกกว่าในการสร้างในขณะที่ยังคงรักษาประสิทธิภาพที่รวดเร็วการใช้ Xor Gates ด้วยวิธีนี้เราสามารถบรรลุผลเช่นเดียวกับตัวเข้ารหัสลำดับความสำคัญ แต่มีชิ้นส่วนน้อยลงและการออกแบบที่ซับซ้อนน้อยลง

การสร้างวงจรเข้ารหัสด้วยเมทริกซ์ไดโอด

วิธีหนึ่งที่มีประสิทธิภาพและตรงไปตรงมาในการสร้างวงจรตัวเข้ารหัสคือการใช้เมทริกซ์ของไดโอดไดโอดเป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่อนุญาตให้กระแสไหลในทิศทางเดียวในขณะที่ปิดกั้นในทิศทางตรงกันข้ามด้วยการจัดเรียงไดโอดเหล่านี้ในเมทริกซ์คุณสามารถสร้างระบบที่ตีความสัญญาณอินพุตที่แตกต่างกันและสร้างรหัสดิจิตอลที่สอดคล้องกันวิธีนี้มีทั้งแบบเรียบง่ายและมีประสิทธิภาพทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับการสร้างวงจรแปลง

ความเรียบง่ายของการใช้เมทริกซ์ไดโอดหมายความว่าคุณไม่ต้องการส่วนประกอบที่ซับซ้อนหรือมีราคาแพงแต่คุณสามารถใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานเพื่อให้ได้ฟังก์ชั่นที่ต้องการวิธีการปฏิบัตินี้เป็นประโยชน์สำหรับผู้ที่เรียนรู้เกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือทำงานในโครงการที่มีทรัพยากร จำกัด

ในแฟลช ADC ความเร็วเป็นสิ่งสำคัญวงจรตัวเข้ารหัสจะต้องแปลงสัญญาณอะนาล็อกเป็นรูปแบบดิจิตอลอย่างรวดเร็วและแม่นยำเมทริกซ์ไดโอดเหมาะอย่างยิ่งสำหรับงานนี้เพราะสามารถทำงานได้ด้วยความเร็วสูงเพื่อให้มั่นใจว่าประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ ADCการสร้างวงจรเข้ารหัสด้วยเมทริกซ์ไดโอดเป็นวิธีที่ใช้งานได้จริงและมีประสิทธิภาพช่วยให้การประกอบระบบ ADC โดยใช้ส่วนประกอบพื้นฐานทำให้เป็นตัวเลือกที่เข้าถึงได้สำหรับผู้ที่ชื่นชอบอิเล็กทรอนิกส์และมืออาชีพหลายคน

รูปที่ 7: แฟลช ADC พร้อมเมทริกซ์ไดโอด

Flash ADC กับ ADC อื่น ๆ

รูปที่ 8: N-Bit Flash ADC

รูปที่ 9: โครงสร้าง SAR

Flash vs. SAR ADCS

Flash ADCs และ SAR ADCs แตกต่างกันอย่างมากในแง่ของความเร็วประสิทธิภาพการใช้พลังงานและค่าใช้จ่ายSAR ADCs ทำงานโดยการกำหนดแต่ละบิตทีละคนเริ่มต้นจากบิตที่สำคัญที่สุด (MSB) เป็นบิตที่สำคัญน้อยที่สุด (LSB)พวกเขาใช้ตัวเปรียบเทียบความแม่นยำสูงที่เปรียบเทียบอย่างต่อเนื่องกับเอาท์พุท DAC ทำให้กระบวนการค่อยเป็นค่อยไปและช้าลง จำกัด ความเร็วของพวกเขาเป็นสองสามล้านตัวอย่างต่อวินาที (MSPs)ในทางกลับกัน Flash ADCS จะแปลงอินพุตอะนาล็อกทั้งหมดเป็นสัญญาณดิจิตอลในขั้นตอนเดียวสิ่งนี้ทำให้พวกเขามีความเร็วในความเร็วซึ่งมักจะได้รับความเร็วใน Gigasamples ต่อช่วงวินาที (GSPS)

ตัวอย่างเช่น SAR ADC เช่น MAX1132 สามารถเสนอมติได้ถึง 16 บิตในการเปรียบเทียบ Flash ADCs มักจะให้ความละเอียดประมาณ 8 บิตอย่างไรก็ตามความเร็วนี้มาพร้อมกับการแลกเปลี่ยนADC 8 บิต SAR เช่น MAX1106 ใช้กระแสไฟฟ้าเพียงประมาณ 100 microamperes (µA) ที่ 3.3 โวลต์และทำงานในอัตรา 25 กิโลกรัมต่อวินาที (KSPS)ในทางตรงกันข้ามอย่างสิ้นเชิง Flash ADC Max104 ใช้เวลา 5.25 วัตต์ซึ่งมีจำนวนเพิ่มขึ้น 16,000 เท่าในการใช้พลังงาน

ยิ่งไปกว่านั้น SAR ADCs นั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าและมาในแพ็คเกจขนาดเล็กพวกเขาง่ายกว่าและราคาถูกกว่าในการผลิตทำให้พวกเขาเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับแอปพลิเคชันมากมายFlash ADCs เนื่องจากความต้องการพลังงานสูงต้องใช้แพ็คเกจขนาดใหญ่เพื่อจัดการการกระจายความร้อนและรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณตัวอย่างเช่นแพ็คเกจ MAX104 มีขนาดใหญ่กว่า MAX1106 มากกว่า 50 เท่าความแตกต่างของขนาดและประสิทธิภาพการใช้พลังงานนี้มักจะทำให้ SAR ADCs เป็นตัวเลือกที่ต้องการในสถานการณ์เช่นต้นทุนและพลังงาน

แฟลชกับ ADCs pipelined

รูปที่ 10: ADC ท่อ 12 บิต

แต่ละคนมีการออกแบบและลักษณะเฉพาะที่ไม่เหมือนใครตอบสนองความต้องการที่แตกต่างกันตามความเร็วการใช้พลังงานและความละเอียดADCs Pipelined ทำงานโดยใช้โครงสร้างการประมวลผลแบบขนานซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถจัดการบิตจากหลาย ๆ ตัวอย่างพร้อมกันในขั้นตอนต่าง ๆแต่ละขั้นตอนจะประมวลผลส่วนหนึ่งของตัวอย่างก่อนที่จะส่งต่อไปยังขั้นต่อไปเพื่อให้สามารถไหลของข้อมูลอย่างต่อเนื่องได้มากขึ้นการออกแบบนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มความเร็วในการประมวลผลโดยรวมอย่างไรก็ตามการประมวลผลแบบขนานนี้มีค่าใช้จ่าย: ADC แบบท่อมีแนวโน้มที่จะใช้พลังงานมากขึ้นและแนะนำเวลาแฝงบางอย่างเนื่องจากเวลาที่ใช้สำหรับแต่ละขั้นตอนในการทำงานให้เสร็จสมบูรณ์ตัวอย่างเช่น MAX1449 ซึ่งเป็น ADC ประเภทหนึ่งสามารถบรรลุความเร็วสูงถึง 100 ล้านตัวอย่างต่อวินาที (MSPS) โดยมีความละเอียดตั้งแต่ 8 ถึง 14 บิตสิ่งนี้ทำให้ ADC แบบท่อเหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการความเร็วและความละเอียดปานกลางถึงสูง

ในทางกลับกันแฟลช ADCs ใช้วิธีที่ง่ายกว่าด้วยตัวเปรียบเทียบที่ตรงไปตรงมาพวกเขาสามารถแปลงสัญญาณอะนาล็อกเป็นสัญญาณดิจิตอลได้เกือบจะทันทีทำให้เร็วกว่า ADC แบบท่อFlash ADCs มีความสามารถในการบรรลุความเร็วสูงมากมักจะหลายร้อย MSPs แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีความละเอียดต่ำกว่า 10 บิตความเรียบง่ายและความเร็วของพวกเขาทำให้พวกเขาเหมาะสำหรับการใช้งานเช่นในออสซิลโลสโคปดิจิตอลและระบบสื่อสารความถี่สูง

แม้จะมีความแตกต่างของพวกเขา Flash ADCs และ ADC แบบท่อสามารถเติมเต็มซึ่งกันและกันในโครงสร้างไฮบริดในการกำหนดค่าดังกล่าว Flash ADCs จะถูกรวมเข้ากับระบบอื่น ๆ เพื่อเพิ่มความเร็วในขณะที่รักษาความละเอียดและความแม่นยำที่ต้องการการทำงานร่วมกันนี้ช่วยให้ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นแสดงให้เห็นว่าจุดแข็งของแต่ละประเภทสามารถใช้ประโยชน์ได้อย่างไรเพื่อตอบสนองความต้องการของแอปพลิเคชันที่เฉพาะเจาะจงในขณะที่ ADC แบบ pipelined ได้รับการออกแบบมาสำหรับความละเอียดที่สูงขึ้นด้วยความเร็วปานกลางและเกี่ยวข้องกับการประมวลผลที่ซับซ้อนมากขึ้น Flash ADCs เก่งในการบรรลุความเร็วสูงมากด้วยการออกแบบที่ง่ายขึ้น แต่ความละเอียดต่ำกว่าการทำความเข้าใจคุณสมบัติและแอปพลิเคชันที่แตกต่างกันช่วยในการเลือก ADC ที่เหมาะสมสำหรับงานที่กำหนด

แฟลชกับการรวม ADCs

รูปที่ 11: การรวม ADCs

Flash ADCs นั้นรวดเร็วอย่างไม่น่าเชื่อในการแปลงสัญญาณอะนาล็อกเป็นรูปแบบดิจิตอลทำให้เหมาะสำหรับงานที่ต้องใช้การประมวลผลแบบเรียลไทม์งานเหล่านี้รวมถึงออสซิลโลสโคปดิจิตอลการประมวลผลสัญญาณวิดีโอและระบบเรดาร์อย่างไรก็ตาม Flash ADCs มีความละเอียดต่ำกว่าซึ่งมักจะอยู่ระหว่าง 6 ถึง 8 บิตแม้ว่าจะมีความละเอียดสูงกว่าในราคาที่สูงขึ้นและมีความซับซ้อนเพิ่มขึ้นเนื่องจากความเร็วสูงของพวกเขา Flash ADCs ใช้พลังงานมากขึ้นซึ่งอาจเป็นข้อเสียเปรียบในการใช้งานที่การอนุรักษ์พลังงานเป็นสิ่งสำคัญนอกจากนี้โครงสร้างที่ซับซ้อนของพวกเขาที่เกี่ยวข้องกับตัวเปรียบเทียบและตัวต้านทานจำนวนมากทำให้พวกเขามีราคาแพงกว่า

ในทางกลับกันการรวม ADCs จะช้าลงทำงานที่ไม่กี่ร้อยตัวอย่างต่อวินาทีหรือน้อยกว่าความเร็วที่ช้าลงนี้หมายความว่าไม่เหมาะสำหรับการประมวลผลแบบเรียลไทม์แต่มันสมบูรณ์แบบสำหรับแอปพลิเคชันที่สัญญาณเปลี่ยนไปอย่างช้าๆหรือต้องการความแม่นยำสูงเมื่อเวลาผ่านไปเช่นการตรวจสอบสัญญาณ DC ในการตั้งค่าอุตสาหกรรมการรวม ADCs ให้ความละเอียดสูงมากโดยทั่วไป 16 บิตขึ้นไปช่วยให้สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในระดับสัญญาณด้วยความแม่นยำสูงพวกเขายังใช้พลังงานน้อยมากทำให้ยอดเยี่ยมสำหรับแอพพลิเคชั่นที่ใช้แบตเตอรี่และพลังงานต่ำนอกจากนี้การรวม ADCs โดยทั่วไปจะมีราคาไม่แพงกว่า Flash ADCs เพราะโครงสร้างที่ง่ายกว่านั้นเกี่ยวข้องกับส่วนประกอบที่น้อยกว่า

Flash ADCs ดีที่สุดสำหรับแอพพลิเคชั่นความเร็วสูงที่ต้องการการแปลงข้อมูลแบบเรียลไทม์แม้จะมีการใช้พลังงานและค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้นการบูรณาการ ADCs ในขณะเดียวกันเหมาะอย่างยิ่งสำหรับแอพพลิเคชั่นความละเอียดสูงและความเร็วต่ำที่ประสิทธิภาพการใช้พลังงานและความคุ้มค่าเป็นสิ่งสำคัญ

Flash vs. Sigma-Delta ADCS

รูปที่ 12: Sigma-Delta ADCS

Sigma-Delta ADCs เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความละเอียดสูงพวกเขาได้รับการออกแบบให้ทำงานได้ดีที่สุดในสถานการณ์ที่ความแม่นยำมีความสำคัญมากกว่าความเร็วADC เหล่านี้มักจะใช้สำหรับแอปพลิเคชันที่มีแบนด์วิดท์ต่ำมักจะน้อยกว่า 1 MHzพวกเขาสามารถบรรลุมติสูงมากตั้งแต่ 12 ถึง 24 บิตโดยใช้กระบวนการที่เรียกว่าการตรวจสอบเกินขนาดกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้ตัวอย่างมากมายและใช้เทคนิคการกรองลดเสียงรบกวนเพื่อสร้างการแสดงดิจิตอลที่แม่นยำมากของสัญญาณอะนาล็อกอย่างไรก็ตาม Sigma-Delta ADCs มีข้อเสีย: พวกเขาค่อนข้างช้าสิ่งนี้ทำให้พวกเขาเหมาะสมน้อยลงสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการแปลงข้อมูลความเร็วสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการตั้งค่าหลายช่องทางที่ต้องประมวลผลสัญญาณจำนวนมากอย่างรวดเร็วแม้จะมีข้อ จำกัด นี้ แต่ก็มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องใน Sigma-Delta ADCs ต่อเนื่องความก้าวหน้าเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงความเร็วของพวกเขาซึ่งอาจทำให้คู่แข่งที่มีศักยภาพในการแฟลช ADCs ในสถานการณ์ที่ต้องการอัตราข้อมูลที่ต่ำกว่า แต่ความละเอียดที่สูงขึ้น

ในทางกลับกันแฟลช ADCs ถูกสร้างขึ้นด้วยความเร็วพวกเขาสามารถแปลงสัญญาณอะนาล็อกเป็นดิจิตอลในอัตราที่สูงมากทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความถี่สูงอย่างไรก็ตามโดยทั่วไปแล้วพวกเขามีความละเอียดต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ Sigma-Delta ADCsเพื่อเอาชนะข้อ จำกัด ความเร็วของ Sigma-Delta ADCs วิศวกรกำลังสำรวจวิธีการรวมโมดูล ADC Flash ภายในระบบ Sigma-Deltaวิธีการไฮบริดนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อรวมความเร็วสูงของ Flash ADCs เข้ากับความละเอียดสูงของ Sigma-Delta ADCs ส่งผลให้ระบบที่ใช้ประโยชน์จากจุดแข็งของเทคโนโลยีทั้งสองเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม

ข้อดีและข้อเสียของ Flash ADCS

ด้าน	รายละเอียด
ความเร็ว	Flash ADCs เป็นที่รู้จักกันอย่างรวดเร็ว ผลงาน.พวกเขาเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าอินพุตกับการอ้างอิงหลายครั้งที่ เวลาเดียวกันข้ามขั้นตอนซ้ำ ๆ ที่ใช้ใน ADC อื่น ๆสิ่งนี้ช่วยให้แฟลช ADCs เพื่อผลิตผลลัพธ์เป็นมิลลิวินาทีทำให้ดีสำหรับข้อมูลทันที ความต้องการการประมวลผล
ความเรียบง่าย	Flash ADCs ใช้งานง่ายพวกเขามี มีเพียงสองขั้นตอน: การเปรียบเทียบและการเข้ารหัสแบบขนานความเรียบง่ายนี้ทำให้พวกเขา ง่ายต่อการเข้าใจและใช้งานลดความซับซ้อนในการออกแบบและการผลิต ค่าใช้จ่ายอย่างไรก็ตามเมื่อความละเอียดเพิ่มขึ้นจำเป็นต้องมีตัวเปรียบเทียบมากขึ้น การออกแบบที่ซับซ้อนและการจัดการพลังงาน
ความสามารถในการปรับขนาดและการใช้พลังงาน	Flash ADCs ไม่ปรับขนาดได้ดีจำนวน ตัวเปรียบเทียบที่จำเป็นจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณด้วยความละเอียดที่สูงขึ้นทำให้ ออกแบบซับซ้อนมากขึ้นและต้องการพลังมากขึ้นการใช้พลังงานสูงนี้คือ ปัญหาสำหรับอุปกรณ์พกพาและสภาพแวดล้อมที่จัดการความร้อน ที่จำเป็น.
ความซับซ้อนสำหรับการแก้ปัญหาที่สูงขึ้น	ที่ความละเอียดที่สูงขึ้น Flash ADCs กลายเป็นอย่างมาก ซับซ้อน.บิตมากขึ้นหมายถึงตัวเปรียบเทียบมากขึ้นและตัวต้านทานที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น บันไดการจัดการพลังงานและการจัดวางที่ท้าทายยิ่งขึ้นความซับซ้อนนี้ สามารถลดประสิทธิภาพความแม่นยำและความเป็นเส้นตรงและต้องการความแม่นยำ การสอบเทียบเพิ่มทั้งความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายส่วนประกอบเพิ่มเติมก็หมายถึง พื้นที่ชิปมากขึ้นซึ่งไม่เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ จำกัด พื้นที่สำหรับ ความต้องการความละเอียดสูงเทคโนโลยี ADC อื่น ๆ เช่นการประมาณต่อเนื่อง หรือตัวแปลง Sigma-Delta มักจะคุ้มค่าและปรับขนาดได้มากขึ้น

แอปพลิเคชันของ Flash ADC

ระบบการสื่อสาร: Flash ADCs ทำหน้าที่ในเครือข่ายความเร็วสูงเช่นการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงและดาวเทียมพวกเขาแปลงสัญญาณอะนาล็อกเป็นรูปแบบดิจิตอลได้อย่างมีประสิทธิภาพทำให้สามารถประมวลผลและส่งผ่านได้อย่างรวดเร็วในระยะทางไกลการแปลงอย่างรวดเร็วนี้ช่วยรักษาคุณภาพการสื่อสารที่สูงเหมาะสำหรับแอพพลิเคชั่นเช่นการออกอากาศแบบเรียลไทม์และการซื้อขายที่มีความถี่สูง

การถ่ายภาพทางการแพทย์: Flash ADC ยังจำเป็นต้องใช้ในเทคโนโลยีการถ่ายภาพทางการแพทย์เช่นเครื่องสแกน MRI และ CTADC เหล่านี้จะแปลงสัญญาณอะนาล็อกที่สร้างขึ้นโดยร่างกายเป็นข้อมูลดิจิตอลอย่างรวดเร็วทำให้สามารถสร้างภาพความละเอียดสูงแบบเรียลไทม์การแปลงข้อมูลที่รวดเร็วและแม่นยำนี้ดีที่สุดสำหรับการวินิจฉัยและรักษาเงื่อนไขทางการแพทย์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์เร่งด่วน

สงครามอิเล็กทรอนิกส์: ในสนามสงครามอิเล็กทรอนิกส์จำเป็นต้องใช้ ADC แฟลชสำหรับสัญญาณข่าวกรองและการตอบโต้ทางอิเล็กทรอนิกส์ตัวแปลงเหล่านี้เปลี่ยนสัญญาณอะนาล็อกที่ซับซ้อนเป็นรูปแบบดิจิตอลอย่างรวดเร็วทำให้ทหารสามารถระบุและต่อต้านภัยคุกคามได้แบบเรียลไทม์ความสามารถนี้ช่วยเพิ่มการตอบสนองเชิงกลยุทธ์และการดำเนินงานของหน่วยทหาร

ออสซิลโลสโคปดิจิตอล: เพื่อจุดประสงค์ในการสังเกตรูปแบบคลื่นของสัญญาณไฟฟ้าออสซิลโลสโคปแบบดิจิตอลจำเป็นต้องใช้ ADCs แฟลชADCs เหล่านี้แปลงสัญญาณอะนาล็อกความถี่สูงเป็นรูปแบบดิจิตอลเกือบจะทันทีการแปลงอย่างรวดเร็วนี้มีความสำคัญเนื่องจากทำให้มั่นใจได้ว่าจอแสดงผลดิจิตอลของออสซิลโลสโคปเป็นแบบจำลองที่แม่นยำของสัญญาณอะนาล็อกสิ่งนี้ช่วยในการวิเคราะห์ที่แม่นยำและการวัดรูปคลื่นทำให้ Flash ADCs ขาดไม่ได้สำหรับการประมวลผลสัญญาณแบบเรียลไทม์

ระบบเรดาร์: เทคโนโลยีเรดาร์อาศัย ADC Flash เป็นอย่างมากระบบเรดาร์พึ่งพาตัวแปลงเหล่านี้เพื่อเปลี่ยนสัญญาณอะนาล็อกอย่างรวดเร็วซึ่งเด้งกลับจากวัตถุเป็นข้อมูลดิจิตอลFlash ADCs มีบทบาทสำคัญในการรับสัญญาณการทำสงครามอิเล็กทรอนิกส์และมาตรการตอบโต้ทางอิเล็กทรอนิกส์ระบบเรดาร์ต้องการความสามารถในการตรวจจับและตรวจสอบวัตถุที่มีความแม่นยำสูงความต้องการการป้องกันและการเฝ้าระวังFlash ADCs เสนอความสามารถนี้โดยการแปลงสัญญาณอย่างรวดเร็ว

การเก็บข้อมูลความเร็วสูง: Flash ADCs เป็นพื้นฐานในสาขาที่ต้องการการรวบรวมข้อมูลที่รวดเร็วเช่นการวิจัยทางวิทยาศาสตร์การตรวจสอบอุตสาหกรรมและการทดสอบอัตโนมัติตัวแปลงเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อจับสัญญาณการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วโดยไม่สูญเสียข้อมูลสำคัญการเก็บข้อมูลความเร็วสูงนี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการวิเคราะห์และการตรวจสอบที่แม่นยำในแอปพลิเคชันที่ความสมบูรณ์ของสัญญาณเป็นสิ่งสำคัญ

บทสรุป

Flash ADCs แสดงถึงจุดสูงสุดของความเร็วในเทคโนโลยีการแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอลด้วยการออกแบบที่เรียบง่าย แต่ทรงพลังซึ่งช่วยให้สามารถประมวลผลสัญญาณได้อย่างรวดเร็วบทความนี้แสดงให้เห็นถึงบทบาทที่แตกต่างกันในแอพพลิเคชั่นความเร็วสูงแบบเรียลไทม์ซึ่งจำเป็นต้องมีการแปลงอย่างรวดเร็วจากแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอลในขณะที่ Flash ADCs นั้นตรงไปตรงมาในการดำเนินการของพวกเขาพวกเขาเผชิญกับความท้าทายในการปรับขนาดความละเอียดเพิ่มขึ้นซึ่งต้องการการออกแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นและการใช้พลังงานที่สูงขึ้นความสมดุลระหว่างความเร็วและการแลกเปลี่ยนประสิทธิภาพการใช้พลังงานและความซับซ้อนในการออกแบบเป็นสิ่งสำคัญในเทคโนโลยี ADCเนื่องจากความต้องการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น Flash ADCs จะมีบทบาทสำคัญในอนาคตของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอลความเร็วสมดุลความละเอียดและประสิทธิภาพการใช้พลังงานเพื่อตอบสนองความต้องการของเทคโนโลยีอุตสาหกรรมและผู้บริโภค

คำถามที่พบบ่อย [คำถามที่พบบ่อย]

1. ทำไมแฟลช ADC จึงเร็วขึ้น?

Flash ADC หรือที่รู้จักกันในชื่อ ADC แบบขนานนั้นเร็วกว่า ADC ประเภทอื่น ๆ เนื่องจากจะประมวลผลบิตทั้งหมดของสัญญาณอินพุตพร้อมกันการประมวลผลแบบขนานนี้ทำได้โดยใช้ชุดของตัวเปรียบเทียบที่แต่ละตรวจสอบว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุตอยู่เหนือหรือต่ำกว่าระดับการอ้างอิงที่แน่นอนเนื่องจากมันทำการเปรียบเทียบทั้งหมดในครั้งเดียวและส่งออกค่าดิจิตอลโดยตรงแฟลช ADC จึงไม่จำเป็นต้องมีการประมาณค่าตามลำดับหรือกระบวนการแปลงซ้ำที่พบใน ADC ประเภทอื่นการออกแบบนี้ช่วยให้การแปลงเกือบทันทีทำให้ Flash ADCs เป็นประเภทที่เร็วที่สุด

2. แฟลช ADC 2 บิตคืออะไร?

แฟลช ADC แบบ 2 บิตเป็นประเภทของตัวแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอลที่วัดปริมาณสัญญาณอินพุตแบบอะนาล็อกเป็นหนึ่งในสี่เอาต์พุตดิจิตอลที่เป็นไปได้ (00, 01, 10 หรือ 11)มันใช้สามตัวเปรียบเทียบแต่ละตัวเปรียบเทียบสัญญาณอินพุตกับแรงดันอ้างอิงที่แตกต่างกันผลลัพธ์ของตัวเปรียบเทียบเหล่านี้จะถูกถอดรหัสเป็นค่าดิจิตอล 2 บิตADC นี้มีความสามารถในการแสดงอินพุตอะนาล็อกด้วยความละเอียดสี่ระดับ

3. แฟลช ADC 3 บิตคืออะไร?

แฟลช ADC แบบ 3 บิตจะขยายออกจากเวอร์ชัน 2 บิตโดยให้ความละเอียดที่ดียิ่งขึ้นมันแปลงอินพุตอะนาล็อกเป็นหนึ่งในแปดเอาต์พุตดิจิตอลที่เป็นไปได้ (ตั้งแต่ 000 ถึง 111)ADC ประเภทนี้ใช้เจ็ดตัวเปรียบเทียบแต่ละชุดเป็นแรงดันอ้างอิงที่แตกต่างกันตัวเปรียบเทียบประเมินพร้อมกันว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงกว่าหรือต่ำกว่าการอ้างอิงที่เกี่ยวข้องและผลลัพธ์จะถูกแปลงเป็นรหัสดิจิตอล 3 บิตเพื่อให้การเป็นตัวแทนของอินพุตอะนาล็อกที่แปดระดับที่แตกต่างกัน

4. Flash ADC ใช้ที่ไหน?

แอปพลิเคชันที่ต้องการการแปลงข้อมูลอย่างรวดเร็วและความเร็วสูงเป็นแอปพลิเคชันหลักที่ใช้ ADC Flashกรณีการใช้งานทั่วไป ได้แก่ การแพร่กระจายวิดีโอดิจิตอลระบบเรดาร์และการประมวลผลสัญญาณความถี่สูงพวกเขาสมบูรณ์แบบสำหรับการตั้งค่าที่เวลาตอบสนองมีความสำคัญอย่างมากเนื่องจากการแปลงสัญญาณอะนาล็อกเป็นรูปแบบดิจิตอลใกล้ ๆ

5. สัญญาณอะนาล็อกถูกแปลงเป็นดิจิตอลด้วย ADC ประเภทแฟลชอย่างไร?

ในแฟลช ADC สัญญาณอินพุตแบบอะนาล็อกจะถูกป้อนเข้ากับชุดเปรียบเทียบตัวเปรียบเทียบแต่ละตัวมีแรงดันอ้างอิงที่แบ่งช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตออกเป็นส่วนที่เท่ากันตัวเปรียบเทียบทั้งหมดทำงานพร้อมกันแต่ละตัวส่งเอาต์พุตไบนารีของ '1' หากอินพุตเกินแรงดันอ้างอิงและ '0' มิฉะนั้นเอาต์พุตไบนารีเหล่านี้จะถูกรวมเข้าด้วยกันในวงจรลอจิกซึ่งแปลเอาต์พุตเปรียบเทียบเป็นหมายเลขไบนารีที่แสดงถึงดิจิตอลเทียบเท่ากับอินพุตอะนาล็อก

6. แฟลช ADC มีกี่บิต?

จำนวนบิตในแฟลช ADC กำหนดความละเอียดของมันเช่นวิธีการแบ่งช่วงอินพุตอะนาล็อกและแสดงเป็นเอาต์พุตดิจิตอลอย่างไรFlash ADCs อาจแตกต่างกันอย่างกว้างขวางในความละเอียดของพวกเขาโดยทั่วไปมีตั้งแต่ 2 บิตถึงมากถึง 10 บิตขึ้นไปขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันเฉพาะและความแม่นยำที่ต้องการ

7. ความเร็วของ Flash ADC คืออะไร?

ความเร็วของแฟลช ADC นั้นถูกกำหนดโดยวิธีการเปรียบเทียบอย่างรวดเร็วและวงจรลอจิกของมันสามารถเข้ารหัสเอาต์พุตได้โดยทั่วไปแล้ว Flash ADCs สามารถบรรลุเวลาการแปลงตามลำดับของนาโนวินาทีตัวอย่างเช่นแฟลช ADC ความเร็วสูงอาจให้ความเร็วตั้งแต่ 500 เมกะกาสต่อวินาที (MSPs) ไปจนถึง gigasamples หลายตัวต่อวินาที (GSPs) ทำให้พวกเขาเร็วมากเมื่อเทียบกับ ADC ประเภทอื่น ๆแอปพลิเคชันที่ต้องการการประมวลผลแบบเรียลไทม์และเวลาแฝงต่ำขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพนี้