3 / 9
Ю.М. Фокин
102
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 1
Рис. 3.
Схема буфера опорного напряжения
Источник опорного напряжения 12-разрядного конвейерного аналого-
цифрового преобразователя с 1,5-разрядной архитектурой.
Источник опор-
ного напряжения, состоящего из девяти 1,5-разрядных и одного 3-разрядного
каскадов, формирует следующий набор опорных напряжений:
−
два напряжения для компараторов 1,5-разрядных каскадов;
−
шесть напряжений для компараторов 3-разрядного каскада;
−
два напряжения для УЦАП 1,5-разрядных каскадов;
−
опорное напряжение для схем обратной синфазной связи ОУ.
Кроме того, устройство ИОН задает напряжение аналоговой земли для
УЦАП 1,5-разрядных каскадов.
Особенность конвейерной архитектуры с избыточностью выходного кода
каскадов — большой допуск к погрешности опорных напряжений компараторов
(±
V
ref
/4 для 1,5-разрядных каскадов и ±
V
ref
/8 для 3-разрядного последнего каска-
да, где ±
V
ref
— рабочий диапазон АЦП). Однако опорное напряжение для УЦАП
1,5-разрядных каскадов должно формироваться с высокой точностью не менее
одной единицы младшего значащего разряда (МЗР), так как в противном случае у
преобразователя будет погрешность усиления [7]. Значение МЗР 12-разрядного
АЦП с рабочим диапазоном
V
ref
= 1 В приблизительно равно 0,49 мВ.
Электрическая принципиальная схема ИОН для 12-разрядного АЦП с 1,5-раз-
рядными каскадами приведена на рис. 4.
Схема построена на трех резистивных делителях. Первый делитель с цепью об-
ратной связи на ОУ формирует внутренние опорные напряжения, определяющие
рабочий диапазон АЦП. Второй делитель формирует опорные напряжения для
последнего 3-разрядного каскада преобразователя. Третий делитель задает опор-
ные напряжения для компараторов и УЦАП 1,5-разрядных каскадов.
Девять 1,5-разрядных каскадов по отношению к ИОН представляют собой
первый, сильный, источник помех. Второй, слабый, источник помех — 3-раз-
рядный каскад. В целях снижения искажений буферы используют только для
опорного напряжения 1,5-разрядных каскадов, а для 3-разрядного каскада бу-
феры не применяются для уменьшения потребляемой мощности. Для предот-
вращения перекрестных помех между опорными напряжениями 1,5-разрядного
и 3-разрядного каскадов используют два не зависимых друг от друга резистив-
ных делителя (R2 и R3).