Da ad umsetzung
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DA\AD-Umsetzung. Martin Koletzko 24.01.06. DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 1/26. Gliederung. 1. Was sind DA\AD-Umsetzer? 2. Grundprinzipien der DA-Umsetzung 2.1 Vergleich der Verfahren 2.2 DA-Umsetzer in CMOS-Technologie

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Presentation Transcript


Da ad umsetzung

DA\AD-Umsetzung

Martin Koletzko

24.01.06

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 1/26


Gliederung

Gliederung

1. Was sind DA\AD-Umsetzer?

2. Grundprinzipien der DA-Umsetzung

2.1 Vergleich der Verfahren

2.2 DA-Umsetzer in CMOS-Technologie

2.3 Genauigkeit von DA-Umsetzern

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 2/26


Gliederung1

Gliederung

3. Grundprinzipien der AD-Umsetzung

3.1 Vergleich der Verfahren

3.2 Ausführung der Verfahren

3.3 Genauigkeit von AD-Umsetzern

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 3/26


1 was sind ad da umsetzer

1.Was sind AD\DA-Umsetzer?

a) ADU: Analog-Digital-Umsetzer

•wandelt Spannung in proportionale Zahl

•Z=Ue/ULSB

•ULSB=(Umax – Umin) / 2n

b) DAU: Digital-Analog-Umsetzer

•wandelt Zahl in proportionale Spannung

•Ua=ULSB*Z

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 4/26


2 grundprinzipien der da umsetzung

2.Grundprinzipien der DA-Umsetzung

Man unterscheidet 3 Verfahren:

a) Parallelverfahren b) Wägeverfahren c) Zählverfahren

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 5/26


2a parallelverfahren

2a) Parallelverfahren

•Spannungsteiler stellen alle

möglichen Spannungen bereit

•“1 aus n“-Decoder schließt den

Schalter, dem die jeweilige

Spannung zugeordnet ist

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 6/26


2b w geverfahren

2b) Wägeverfahren

•es ist jedem Bit ein Schalter

zugeordnet

•durch gewichtete

Widerstände wird die

Ausgangsspannung

aufsummiert

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 7/26


2c z hlverfaren

2c) Zählverfaren

•ein Schalter wird

periodisch geöffnet und

geschlossen

•der arithmetische

Mittelwert der

Ausgangsspannung wird

durch das

Tastverhältnisses bestimmt

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 8/26


2 1 vergleich der verfahren

2.1 Vergleich der Verfahren

•Parallelverfahren wird kaum eingesetzt

•Zählvervahren gewinnt an Bedeutung

•wichtigste Variante ist das Wägeverfahren

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 9/26


2 2 da umsetzer in cmos

2.2 DA-Umsetzer in CMOS

•dimensionierte Widerstände

•invertierender Verstärker

•Ausgangsspannung: Ua = -Uref * Z/16

•aufsummierte Ströme: Ik = Uref/R * Z/16

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 10/26


2 3 genauigkeit

2.3 Genauigkeit

a) Nullpunktfehler b) Vollausschlagfehler c) Nichtlinearität

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 11/26


2 3 a b nullpunkt vollausschlagfehler

2.3 a,b) Nullpunkt-, Vollausschlagfehler

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 12/26


2 3 c nichtlinearit t

2.3 c) Nichtlinearität

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 13/26


3 grundprinzipien der ad umsetzung

3. Grundprinzipien der AD-Umsetzung

Man unterscheidet 3 Verfahren:

a) Parallelverfahren b) Wägeverfahren c) Zählverfahren

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 14/26


Da ad umsetzung

3a) Parallelverfahren

•Eingangsspannung wird mit „n“ Referenzspannungen verglichen

•vollständige Zahl in einem Schritt

3b) Wägeverfahren

•jede Stelle der Dualzahl wird nacheinander ermittelt

•man beginnt die Vergleiche mit der Referenzspannung an der höchsten Stelle

3c) Zählverfahren

•man zählt ab wie oft man die Referenzspannung addieren muss bis man die Eingangsspannung erhält

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 15/26


3 1 vergleich der verfahren

3.1 Vergleich der Verfahren

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 16/26


3 2 ausf hrung

3.2 Ausführung

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 17/26


3 2a parallelverfahren

3.2a) Parallelverfahren

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 18/26


3 2a parallelverfahren1

3.2a) Parallelverfahren

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 19/26


3 2b w geverfahren

3.2b)Wägeverfahren

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 20/26


3 2b w geverfahren1

3.2b)Wägeverfahren

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 21/26


3 2c z hlverfahren

3.2c) Zählverfahren

•zwei Rampen Verfahren (Dual Slope)

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 22/26


3 2c z hlverfahren1

3.2c) Zählverfahren

•zwei Rampen Verfahren (DualSlope)

•Ue=t2/t1*URef

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 23/26


3 3 genauigkeit

3.3 Genauigkeit

a) in Abhängigkeit der Frequenz

b) statische Fehler •Quantisierungsfehler •Verstärkungsfehler •Offsetfehler •Nichtlinearität (DNL, INL)

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 24/26


3 3a in abh ngigkeit der frequenz

3.3a) in Abhängigkeit der Frequenz

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 25/26


3 3b nichtlinearit t

3.3b) Nichtlinearität

DA\AD-Umsetzung Martin Koletzko Folie 26/26


Da ad umsetzung

Ende!

Danke für die Aufmerksamkeit!


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