圖11.9.1 3位并行a/d轉換器

    3.工作原理

    圖中的8個電阻將參考電壓vref分成8個等級，其中7個等級的電壓分別作為7個比較器 c1～c7 的參考電壓，其數值分別為vref/15、3vref/15…、13vref/15。輸入電壓為v1，它的大小決定各比較器的輸出狀態，如當0≤v1< vref/15時，c7～c1的輸出狀態都為0;當3vref/15≤v1<5vref/15時，比較器c6和c7的輸出co6=co7=1，余各比較器的狀態均為0。根據各比較器的參考電壓值， 可以確定輸入模擬電壓值與各比較器輸出狀態的關系。比較器的輸出狀態由d觸發器存儲，經優先編碼器編碼，得到數字量輸出。 優先編碼器優先級別 高是i7 ， 低的是i1。

    設v1變化范圍是 0～vref，輸出3位數字量為d2d1d0,3位并行比較型a/d轉換器的輸入、輸出關系如表10.2.1所示。

    表11.9.1 3位并行a/d轉換器輸入與輸出關系對照表

    4.特點

    (1)由于轉換是并行的，其轉換時間只受比較器、觸發器和編碼電路延遲時間的限制，因此轉換速度 快。

    (2)隨著分辨率的提高，元件數目要按幾何級數增加。一個n位轉換器，所用比較器的個數為2n-1，如8位的并行a/d轉換器就需要28-1=255個比較器。由于位數愈多，電路愈復雜，因此制成分辨率較高的集成并行a/d轉換器是比較困難的。

    (3)精度取決于分壓網絡和比較電路。

    (4)動態范圍取決于vref。

    單片集成并行比較型a/d轉換器的產品很多，如ad公司的ad9012(ttl工藝，8位)、ad9002(ecl工藝，8位)、ad9020(ttl工藝，10位)等。

    5.改進方法

    為了解決提高分辨率和增加元件數的矛盾，可以采取分級并行轉換的方法。10位分級并行a/d轉換原理如圖11.9.2所示。圖中輸入模擬信號v1，經取樣-保持電路后分兩路，一路先經第一級5位并行a/d轉換進行粗轉換得到輸出數字量的高5位，另一路送至減發器，與高5位d/a轉換得到的模擬電壓相減。由于相減所得到的差值電壓小于1vlsb，為保證第二級a/d轉換器的轉換精度，將差值放大25=32倍，送第二級5位并行比較a/d轉換器，得到低5位輸出。這種方法雖然在速度上作了犧牲，卻使元件數大為減少，在需要兼顧分辨率和速度的情況下常被采用。

圖11.9.2 分級并行轉換10位a/d轉換器