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模数转换器(ADC)将模拟量转换为数字量,是模拟系统与数字系统接口的关键部件,广泛应用于雷达、通讯、视频、音频等各个领域。模数转换电路始终是电子科学技术领域中的重要课题之一。
集成电路制造业是一门高技术、高投入的产业,我国还处于相对落后的状态,无论是资金和技术都不能与美日等发达国家相比。由于高性能数据转换器电路的特殊性,从长远考虑,应当寻求突破,不能长期依赖进口。
基于以上国情,本文利用模拟余量<'[1]>和相关理论,研制出2bits@8MSPS“ADC+”扩展模块电路,和市场ADC单芯片顺利连接,复合成功新型2+4bits@8MSPS ADC。即用市场上可以买到的高性能运放、开关等分立组件构造一个电路模块“ADC+”,将其与市场上现有的ADC单芯片连接,从而达到或试图达到利用ADC单芯片的高精度来构造出具有更高性能的模数转换电路。
国外关于ADC芯片电路的研究较多,但关于ADC性能扩展电路的研究很少,国内就几乎没有。本文在阅读国内外相关文献基础上,系统地研究了“ADC+”理论的可行性,并通过仿真和实际制作电路的方式提出了可行的“ADC+”扩展电路系统,主要包括折叠、采样保持、余量转换等主要电路模块。其中,余量转换模块是独立思考和自主创新的代表。另外,还进行了相关ADC电路的验证和测试实验。
采用“ADC+”的方式构造高性能模数转换电路是有价值的。原因有二:其一,“ADC+”本身是一种流水折叠分级ADC,而流水折叠分级技术就是当今世界ADC的研究热点,故可以为我国ADC集成电路做技术探索和储备;其二,低技术水平的“ADC+”,或可借助高技术水平的ADC单芯片的力量,达到更高技术水平的ADC。