Источник опорных напряжений для 12-разрядного конвейерного аналого-цифрового преобразователя с частотой выборки 100 МГц

7 / 9

Ю.М. Фокин
106 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 1
ный разброс погрешности усиления современных АЦП превышает 1 % рабочего
диапазона.
Заключение. Формирование опорных напряжений с помощью двух незави-
симых резистивных делителей (один делитель с буферами, а второй — без буфе-
ров) позволяет минимизировать искажения опорных напряжений и уменьшить
мощность, потребляемую блоком ИОН.
Схемотехническая модель ИОН, основанного на независимых резистивных
делителях и ОУ с обратными связями, обеспечивает задание опорных напряже-
ний во всем диапазоне значений температуры и напряжений питания с высокой
точностью. Опорные напряжения 1,5-разрядных каскадов формируются с по-
грешностью не более 0,4 мВ (предельно допустимое значение 1 МЗР ≈ 0,49 мВ).
Погрешность опорных напряжений 3-разрядного каскада не превышает 4,6 мВ
(предельно допустимое значение 125 мВ).
В результате измерения опытных образцов установлено, что среднее отклоне-
ние опорного напряжения от ожидаемого значения равно 0,44 мВ, или 0,044 %
рабочего диапазона АЦП. Максимальное отклонение опорного напряжения при-
мерно равно 3,1 мВ, или 0,31 % рабочего диапазона. Аналого-цифровой преобразо-
ватель, использующий разработанный ИОН, будет иметь значительно меньшую
погрешность усиления, чем большинство современных промышленно выпускае-
мых преобразователей, у которых среднее значение погрешности не менее 0,25 %,
а разброс не менее 1 % рабочего диапазона.
ЛИТЕРАТУРА
1. Никамин В.А. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи: Спра-
вочник. СПб.: КОРОНА принт, М.: Альтекс-А, 2003. 224 с.
2. Waltari M., Halonen K. Reference voltage driver for low-voltage CMOS A/D converters
Electronics // Circuits and Systems: The 7th IEEE International Conference. Jounieh, Decem-
ber 2000. Vol. 1. P. 28–31.
3. Xiaobo C. A 12 bit 100 MS/s pipelined analog to digital converter without calibration //
Journal of Semiconductors. November 2010. Vol. 31. No. 11.
URL:
4. Van der Wagt J.P., Chu G.G., Conrad C.L. A layout structure for matching many integrated
resistors // IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. 2004. Vol. 51. No. 1.
P. 186–190. URL:
DOI: 10.1109/TCSI.2003.821303
5. Ahmed I. Pipelined ADC design and enhancement techniques. New York: Springer Science
and Business Media, 2010. 200 p.
6. An 8-b 20-Msample/s pipelined A/D converter in 0.5 μm CMOS with 7.8 ENOB /
V. Savengsveksa, P. Heedley, T. Matthews, K. Ahmad, J. Negrete // IEEE Midwest Symposium
on Circuits and Systems, Covington. 2005.
URL: DOI: 10.1109/MWSCAS.2005.1594124
7. Ohnhauser F. Analog-digital converters for industrial applications including an introduc-
tion to digital-analog converters. Berlin: Springer-Verlag, 2015. 333 p.