About the dynamics of some methods of integrating conversion of analog signal into digital code

Abstract

Рассмотрены новые принципы построения тактируемых реверсивных интегрирующих аналого-цифровых преобразователей (АЦП) с широтно-импульсной (ШИМ), синфазной амплитудно-частотно- импульсной модуляцией (АЧИМ), а также замкнутого интегрирующего АЦП с бестактовым поразрядным уравновешиванием. Приведены структурные схемы и временные диаграммы сигналов АЦП, дан анализ их динамических характеристик. Показано, что расширение полосы пропускания АЦП с ШИМ возможно за счет увеличения числа циклов развертывающего преобразования «внутри» интервала синхронизации. В частности, доказано, что АЦП с синфазной АЧИМ по сравнению с известными техническими решениями имеет не менее, чем на порядок более высокую температурную и временную стабильность характеристик. Полоса пропускания в замкнутом интегрирующем АЦП с бестактовым поразрядным уравновешиванием зависит только от постоянной времени канала интегрирования. Значительное расширение полосы пропускания АЦП, приобретаемого ценой снижения метрологических характеристик, возможно в его разомкнутой структуре при отсутствии канала интегрирования. The new principles of constructing of the clocked reversible integrating analog-to-digital converters (ADCs) with pulse-width (PWM) and in-phase amplitude-frequency-pulse modulation (AFPM), as well as closed integrating ADC with tactless bit-by-bit equilibration is considered. The block diagrams and time diagrams of the ADC are reduced. An analysis of their dynamic characteristics is given. It is shown that the expansion of bandwidth of the ADC with PWM is possible by increasing the number of cycles of sweep conversion "within" the synchronization interval. In particular, it is proved the ADC with inphase AFPM in comparison with the known technical solutions has at least an order higher temperature and time stability of the characteristics. The bandwidth of the closed integrating ADC with tactless bit-by-bit equilibration depends on the time constant of channel integration. Significant expansion of the ADC bandwidth which purchased due to the reducing of the metrological characteristics is possible in his open-loop structure in the deficiency of channel integration.