Gebruiker:Verwimp tim

A/D-convertor van het parrallele type

De analoge naar digitale convertor van het parrallel type heeft meerdere namen. Het wordt ook wel de simultane of flash A/D-convertor genoemd. Het wordt zo genoemd omdat er geen gebruik wordt gemaakt van een seriële manier van werken. Alle schakkelingen en berekeningen worden parrallel met elkaar uitgevoerd.

Waarom het parrallel Type?

Er zijn zo veel andere manieren van werken, waarom hebben we dit type van A/D-conertoren dan nog nodig? De reden is snelheid!!! Bij andere systemen worden de schakelingen seriel gedaan waarbij elk process zich herhaalt tot men de uitkomst bekomen heeft. De omzetsnelheid van het systeem is nu afhankelijk van de snelheid van elke component van het geheel. De omzetsnelheid valt dan te berekenen met de omzetsnelheid van stap 1 vermenigvuldigt met het aantal bits.

Terwijl bij het parrallel type alle vergelijkingen tegelijk worden uitgevoerd, in tegenstelling tot het seriële type. De snelheid wordt hier enkel begrensd door de snelheid van de comperatoren die zich in de schakeling bevinden.

Men kan proffiteren van deze snelheid bij systemen waar snelheid zeer essentiël is zoals bij bijvoorbeeld video- of audio-systemen of andere multimedia toepassingen.

Hoe werkt deze convertor?

Eerst wordt het ingangssignaal vergeleken met verschillende spanning door gebruik te maken van comperatoren. Zo bekomt men de thermometer code. Deze code bepaald eigenlijk de hoogte van de amplitude. Deze “digitale amplitude” wordt dan vervolgens gedecodeerd en in een buffer geplaatst. En staat dus klaar aan de output.

Het vergelijken

Eerst wordt er een constante (geijkte-)spanning verdeelt door gebruik te maken van een spanningsdeler. Zo bekomt men verschillende mogelijke amplitudes waarmee vergeleken kan worden. Al deze waardes worden horizontaal aan de comperators verbonden zodat deze kunnen vergeleken worden met het ingangs-signaal.

Is de ijk-amplitude kleinder als het ingangs-signaal dan bekomt men een 1, en omgekeerd bekomt men een 0.

De ingangsspanning wordt dus gelijktijdig vergeleken met 2^n -1 (met n = aantal bits) vergelijkingsspanningen. (en dus ook evenveel comperatoren) Mits deze comparators een oneindig grote ingangsspanning hebben, kan de ingangsspanning rechtsstreeks op de comperators aangesloten worden zonder dat er spanning verloren gaat. Bij dit soort van convertors maakt men gebruik van zogenaamde “latched comparators”. Deze voeren de vergelijking uit op de positieve flank van het convert signaal. Zo worden alle waardes gelijktijdig vergeleken. Vanzelfsprekend worden er grote eisen gesteld aan de comperatoren. Deze moeten zeer snel en juist zijn mits men meestal met dit soort convertors werkt met zeer hoge convertors. Men kan een volledige omzetting doen in 15 ns.

Zo bekomt men de thermometercode, wat eigenlijk een digitale voorstelling van de amplitude is. Deze moet dan vervolgens gedecodeert worden door een decoder.

De decoder.

Men krijgt de hoogte van de amplitude binnen. Deze waarde moet dan vervolgens gedecodeerd worden en als een digitale waarde naar buiten komen. Men kan in principe gebruik kunnen maken van een combinatorisch netwerk. Maar dit soort van decoder is traag en zou ten nadele zijn van de snelheid van een flash-convertor. Daarom maakt men hier gebruik van een ander soort decoder. Men maakt hier gebruik van een diode array. Er worden heel wat componenten weggewerkt door gebruik te maken van een soort matrix. Waar alle eigenschappen van de bitpatronen zijn in op geslagen door een verbinding of geen verbinding in de matrix te voorzien. Zo heeft elke uitgang van stap 1 een uniek bitpatroon.

Pipelining:

Pipelining is een manier om de snelheid van een zulk systeem nog eens vele malen te verhogen. In plaats van dat het systeem voor elke sample het gehele process opnieuw begint wordt er een andere aanpak gebruikt. Zoals ik reeds verteld heb zijn er in de totaliteit 4 stappen: inlezen sample, and decoding, diode Decoding en beschikbaar stellen data. Nu wordt er om de snelheid hoger te maken meerdere samples tegelijk verwerkt. Zo wordt er telkens een doorschuifsysteem voorzien. Terwijl dat een sample verwerkt wordt, wordt de volgende sample reeds ingelezen. Deze werkwijze/filosofie wordt tevens ook gehanteerd in meerdere geavanceerde processors. ( simultane Von Neumann-cylus)