并行比较型模数转换器的优化设计

A/D转换器按其工作原理的不同分为直接A/D转换器和间接A/D转换器。直接A/D转换器将模拟信号直接转换为数字信号，这类直接A/D转换器具有较快的转换速度，典型电路有并行比较型A/D转换器和逐次比较型A/D转换器。而间接A/D转换器则是先将模拟信号转换成某一中间量（时间或频率），然后再将中间量转换为数字量输出。此类A/D转换器的速度较慢，典型电路有双积分A/D转换器等。这里我们介绍并行比较型A/D转换器。

并行比较型A/D转换器由电阻分压器、电压比较器、数码寄存器及优先编码器等组成，如图13.3.3所示。电阻分压器将参考电压UREF分为UREF/15、3UREF/15、…、13UREF/15不同电压值，分别作为电压比较器A7～A0的反相输入端的电压，电压比较器的同相输入端连在一起，作为模拟电压的输入端。电压比较器的输出送到数码寄存器中，以消除各比较器由于速度不同而产生的逻辑错误输出。优先编码器（I7的优先级别最高，I0的优先级别最低）把数码寄存器输出的信号7Q～Q0进行二进制编码，输出3位二进制数字信号。其对应关系如表13.3.1所示。

图13.3.3　并行比较型A/D转换器

表13.3.1　3位并行比较型A/D转换器的输入与输出关系对照表

续表(www.xing528.com)

并行比较型A/D转换器的特点是转换速度极快，但当输出位数增加时，所需电压比较器和触发器的数目将增加。因此并行比较型A/D转换器适用于高转换速度、低分辨率的场合。

例13.3.1　在图13.3.3中，若UREF=5V，输入模拟电压为2.8 V，试确定A/D转换器的输出的数值量。

解：先计算每个电压比较器分的电压值

由于2.33 V＜2.8＜3 V，即

根据表13.3.1可知，输出的数值量D2D1D0为100。