模拟-数字级联转换器

摘要

本实用新型涉及三种模拟-数字(A/D)级联转换器，属信号测量与处理及电子设备技术领域。模拟-数字级联转换器由结构参数完全相同的AD转换单元级联组成；前一个AD转换单元的级联信号输出与后一个AD转换单元的模拟信号输入相连接，多个AD转换单元级联成链式结构。而AD转换单元由电压比较器、电平转换环节、运算放大器及电阻组成，比较器完成模拟输入信号的极性比较，电阻配合运放则完成残差计算与放大功能，电平转换环节用于实现模拟电路与数字电路接口的电平匹配。本A/D级联转换器具有残差自动放大功能，有助于提高转换器的有效分辨率。

主权项

1.一种双电源简约型模拟-数字级联转换器，采用双电源方式供电，有一个接地端(GND)、二个电源端即负电源端(-Vb)和正电源端(+Vb)、一个模拟信号输入端(AI)、一组n位数字信号输出端(D1～Dn)、一个级联信号输出端(AO)；其特征在于：n位双电源简约型模拟-数字级联转换器由n个结构参数完全相同的简约型AD转换单元级联组成，每个简约型AD转换单元有一个接地端(GND)、二个电源端即负电源端(-Vb)和正电源端(+Vb)、一个模拟信号输入端、一位数字信号输出端、一个级联信号输出端，如：第i个AD转换单元有一个接地端(GND)、二个电源端即负电源端(-Vb)和正电源端(+Vb)、一个模拟信号输入端(zai1)、一位数字信号输出端(zdi2)、一个级联信号输出端(zai3)，第j＝i+1个AD转换单元有一个接地端(GND)、二个电源端即负电源端(-Vb)和正电源端(+Vb)、一个模拟信号输入端(zaj1)、一位数字信号输出端(zdj2)、一个级联信号输出端(zaj3)；第一个AD转换单元的模拟信号输入端(za11)接为A/D级联转换器的模拟信号输入端(AI)，第i个AD转换单元的数字信号输出端(zdi2)接为A/D级联转换器的数字信号输出端(Di)，前一个AD转换单元的级联信号输出端(zai3)与后一个AD转换单元的模拟信号输入端(zaj1)相连接，第j个AD转换单元的数字信号输出端(zdj2)接为A/D级联转换器的数字信号输出端(Dj)，第n个即最后一个AD转换单元的级联信号输出端(zan3)接为A/D级联转换器的级联信号输出端(AO)，n个AD转换单元的接地端连接在一起并接为A/D级联转换器接地端(GND)，n个AD转换单元的正负电源端分别相连接并分别接为A/D级联转换器的正负电源端(+Vb)与(-Vb)；所述的简约型AD转换单元由电压比较器、电平转换环节、运算放大器、2个阻值相同的电阻组成，如：第i个AD转换单元由电压比较器Bi1、同相电平转换环节、运算放大器Ai2、阻值均为R的电阻Ri1与Ri2组成；比较器Bi1的负输入端接AD转换单元的接地端(GND)，比较器Bi1的正输入端接为AD转换单元的模拟信号输入端(zai1)，比较器Bi1输出模拟信号极性电压、其输出端与电平转换环节的信号输入端连接，电平转换环节的公共端接AD转换单元的接地端(GND)，电平转换环节的信号输出端接为AD转换单元的数字信号输出端(zdi2)，运放Ai2的正输入端接AD转换单元的模拟信号输入端(zai1)，运放Ai2的负输入端通过电阻Ri1与比较器Bi1的输出端相连接，电阻Ri2跨接在运放Ai2的输出端与负输入端之间，运放Ai2的输出端接为AD转换单元的级联信号输出端(zai3)，比较器Bi1与运放Ai2的正负电源端分别相连接并分别接为AD转换单元的正负电源端(+Vb)与(-Vb)。