—二亚玉巫万画画困目画奋 —流水线 样 保持 它量化为 位 , 此 位输 出送给一 位的 具有 位精 的输 出 , 放大 倍送给下一级 第 及其各种变型 电路 。 然而 , 最 已经 在速度 、 分辨率 、 动态性 , 而高采样速率 几 百 电路所采样 , 同时第一级的闪速 把 。 集成产品公司 著 金国锋译 低采样速率 仍然采用逐次逼近 、 积分型 结 度 , 输人信号减去此 二级 , 继续重复上述过程 , 每级提供 位 , 直到最后一级 位 闪速 。 对应某一次采样 , 由于每级在不 同的时 间得到 变换结果 , 因此在进行数字误差校正前用移位寄存器对各级 的结果先按时 间对谁 。 注意只要某一级完成 了某一采样的变 换 , 得到结果并把差值送给下一级 , 它就可以处理下一 个采 样 。 因此 流水线操作提高 了处理能 力 。 构以及最近推 出的过采样 艺 △ 以上 大多用 闪速 近几年各种各样的流水线 能和功耗方面 有 了很大的提高 。 对于几 到 的 位高速和 位低速模数转换器 , 流水线 已经成为 括 最流行的模数转换器 结构 , 它可以 涵 盖很广的应用 范 围 , 包 成像 、 超声成像 、 数字接收 、 基 站 、 数字视频 如 、 线缆调制解调器 以及快速以太 网 。 本文介 、 绍 了流水线 的 内部结构和 工作原理 。 延迟时 间 一 、 流水线 结构 图 为 位流水线 的结构 图 。 输入 首先被采 由于每个采样必须通过 整个流水线才能得到数字误差校 有数据延迟 。 在 图 的例 正所需的各个位 , 因此流水线 子 中 , 大约要延 时 个周期 见 图 。 里里鼻扣扣 气气观开掣掣 每 级 位 位 有效 的 四 级流 水 线 贸 图 自 , 已 接上 页 表 数据 处理 结 果 次次次 流擞擞 序序序 测 量流量量 真实流 量量 相对 误 差差 吨 , , 的的 俩俩 】】 之 , 住似似 通过此关系式对测量值校正并应用于实际测量中 , 获得实 际流量与测量流量及其相对误差 见表 。 如表 所示 , 其相 今 日 电子 年 第 期 “衬 一 、心 ·‘ 日 创 叩 咬 少 叩 以 。嘿 二双三 〕巨 巨二 二二又二又三 图 流 水 线 中的数据延 时 数字误差校正 大多数现代 流水线 采用 “ 数字误差校正 ” 技术来大 中 对误差不高于 , 与同类型仪表相 比 , 精度有 了很大提高 。 结束语 本仪 器具有实时测量 流体流速 、 密度 、 流量的功能 。 在 用于石油工业的油 井流量测量时 , 测量精度达到 。 在本 器件 , 大大提高 了系统的集成 仪 器的数字部分 中 , 使用 度 , 减小 了系统硬件体积 , 降低 了系统功耗 , 也便于仪 器调 试以及 以后功能 的改进 。 由于集成度的提高 , 使系统工 作更 加稳定 。 实验和现场使用结果表 明 , 该仪器无论 在精度 、 功耗 、 规 口鹉 模还是稳定性等方面均优于以前的 同类仪器 。 

大降低对 闪速 中 , 位的差值输出其动态范 围是输人信号 、。 的 随后的增益 只有 , 因此给第二级的输入 只有 第二级 位范 围的一半 在第一级的 位变换没有误差的情况下 。 , 然而 即 内部的每个 比较器 的精度要求 。 图 —遭塑逃 日画岭扭日画爵 —……瞬才 园园箕军判 结果 。 实际上 , 四级流水线 中的第一级 位 只需 位的精度 。 数字误差校正不能修正最后 位 输 出 , 此时产生 了不 同 的差值 。 的某一个 比较 器 有很大的失 码加上前面不正确的 位 码 同样能 流 水 线 的结 构 图 围 , 以 后产生 的 产生正确的 闪速 可以证 明 , 只要放大后 的差值没有超 出后续的 位 的 范 如果第一级的 位 闪速 确 位码和不正确的 位 调 , 同时输人 电压又正处于此 比较点上 , 那么 就会产生不正 闪速转换 器产生 的误差 。 但是 , 这里产生 的任 何误差要除 以 前面的 累积增益 护 , 因此只要求最后一级的精度大于 位 。 曰 甲甲甲峨 脚 甲暇口甲甲 取平均的方法 特别是第一和第二级 的 换期 间 , 从 。 在正 常转 中取 出标定 的误差项来调 整数字误差校正 在 图 的例子 中 , 虽然每级产生 位 , 但 由于级 间的 增 后的输 出结果 。 益是 , 每级 第一级至第四 级 的有效分辨率为 位 。 额外 的位 只是用于使尾数减半 , 使下一级 位 有额外的 范 围 二 、 各种变型 电路 进行数字校正 。 这种方法被称之为级 间 “ 位重 叠 ” 。 因此整 从 图 可 以看 出 根据每级的分辨率 多少 、 最后 闪速 个 的有效位数是 十 位 。 元件精度 数字校正不能修正每个 和增益放大器 的增益和线性 需要 位的精度 。 特性 。 特别 是前端的采样保持 电路 , 但是随后各级的元件只需较低 的精度 如 , 第二级 位精度 , 第三级 位 , 等等 , 因为他们 的误差要除以前面的级 间增益 。 通 常利 用 这一事实把流水线逐级 做小来进一步降低功耗 。 在大 多数采用 和 技术的流水线 中 , 采样 保持 、 、 加法器 和增益放大 器 通常用乘法 的单开关 电容 电路来实现 。 限制 精度的主 色 要 因素是 内在的 电容不 匹 配 。 纯双极 型 实现方法更加 复杂 , 主 要受电流源 和级 间增益放大 器 中电阻不 匹 配影响 。 通 常 的位数 、 是否采用数字标定和修正来提高最初几级的精度可 以衍生 出各种各样的流水线 。 采样速率和分辨率部分地 每 决定 了每级采 用 的位数 。 通常 , 高速 流水线 级一般用于低位数 甚至每级 只有一位 , 级 间增益 只有 , 原 的 因是 比较难实现很高增益的宽带放大 器 。 低采样速率 即使采样速率 很高 每级常采用 多位数 , 这 同时也带来 了更 小的数据延迟 。 和双极型 流水线 流水线 位 和 系列使用流行 的每级 位结构 , 每级 只有 位分辨率和 ‘, 位 重 叠 ” , 每级有一个 位的 闪速 可 以证 明 , 利 用 数字误差校 准 , 可以 达到 位 闪速 只 有 个 比较 器 。 和 的标准 同样的效果 , 这 些转换器 以 的 输人信号时可 以达到高达 速 率 。 系列 位 位或更高精度都需要 阻容修正和数字校正 , 特别是第一级 。 采样 数字标定 位 和 和动态性能 。 采用数字标定来保证其优越的精度 , 它 由四 系列是 流水线 系列 位 、 是最新的采用每级 位结构的高速甚低 功耗 位 。 它们组合 了宽带低失真采样保持放大器 , 在 整个奈奎斯特频率内以及高于奈奎斯特频率内保证 了卓越的动 级 位 其中一位重 叠 和最后 的 位 闪速 构成 , 总位 态性能 。 该 系列产 品可用 于数字接收机 中的欠采样设计 。 数是 十 位 参 见 图 。 额外 的 到 位是数 字 标定用来量化误差项来达到更高的精度 , 舍掉它们后 , 最后 得到 位或 位的精度 。 三 、 流水线 和其它 与逐次逼近型 比较 的比较 标定从第三级 的 开始 。 第三级以上的 误 在逐次逼近 中 , 用 一个高速 高精度 比较器 数字化后 , 误差项存人片内的 差 已经 足 够小 , 不 必 标定 。 第三级 的 输 出 经 剩 余的流 水 线 中 , 第三级标定后 , 就可以用 同样的方式 由第三级来标定第二级 , 同样 , 第二级 标定后 , 再标定第一级 。 为 了使标定免受噪声的影响 , 采用 将模拟输入和前一次得到 的 模数转换结果通过 后 的输 出相 比较 , 依次得到 模拟信号 。 的每一位 , 逐渐逼近输人 的这一 串行 工 作方式从本 质上 限制 了它 的工 到 作速度 , 最高约为几 左 右 , 对更高的分辨率 到 三 下 一 户 下 日 印 

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