Дослідження та розробка високоточних конвеєрних аналого-цифрових перетворювачів із ваговою надлишковістю

Abstract

Дисертацію присвячено підвищенню точності високопродуктивних конвеєрних АЦП за рахунок використання вагової надлишковості у вигляді надлишкових позиційних систем числення (НГ1СЧ). Розроблено метод формування нерозривної передатної характеристики за рахунок обрання такого рівня вагової надлишковості, який би відповідав рівню інструментальних похибок елементної бази. Розроблено методи зменшення похибок конвеєрних АЦП із ваговою надлишковістю шляхом проведення процедури самокалібрування ваг розрядів. Проведено оцінювання ефективності уведення вагової надлишковості та складності таких конвеєрних АЦП у порівнянні зі звичайними конвеєрними АЦП. Запропоновано рекомендації щодо використання сучасних САПР під час проектування конвеєрних АЦП із ваговою надлишковістю та побудови на їх базі високопродуктивних систем реєстрації та обробки аналогових сигналів.

Диссертация посвящена повышению точности высокопроизводи­ тельных конвейерных АЦГІ за счет использования весовой избыточности в виде избыточных позиционных систем счисления (И11СС). Разработан метод формирования неразрывной передаточной характеристики за счет выбора такого уровня весовой избыточности, который бы соответствовал уровню инструментальных погрешностей элементной базы. Разработаны модели статических погрешностей конвейерного аналого- цифрового преобразования, которые позволили определить пути снижения их влияния на результат преобразования. Разработаны методы уменьшения статических пофешностей конвейерных АЦП с весовой избыточностью путем проведения процедур самокалибрования весов разрядов стратегиями «снизу-вверх» и «все сразу». Разработаны рекомендации по использованию современных САПР для проектирования аналоговой части конвейерных АЦП с весовой избыточностью, а также специализированного программного обеспечения для компьютерного моделирования процесса преобразования в конвейерных АЦП с весовой избыточностью, построенных на низкоточной элементной базе. Показано, что введение процедур калибрования весов разрядов, позволяет значительно уменьшить уровень дифферепционной и интегральной нелинейности.

The dissertation is devoted to the improvement of precision of the highly productive pipeline ADCs by using the redundant place values in the form of redundant positional counting systems (RPCS). The method of forming of the indissoluble characteristic input-output at the expense of choosing such level of the redundant place values corresponding to the instrumental errors level was developped. The methods of decrease errors of the pipeline ADCs with redundant place values using the process of self-calibration were also developped. The efficiency of the using the redundant place values is estimated. The complexity of such pipeline ADCs comparing with serial production pipeline ADCs is estimated. The recommendations of the using the contemporary CAD systems for designing of the pipeline ADCs with redundant place values and building on their base the highly productive data registration and data processing systems are suggested.