АНАЛОГО-ЦИФРОВИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ ШИРОКОСМУГОВИХ СИГНАЛІВ З КОРИГУВАННЯМ ПОХИБОК ЛІНІЙНОСТІ

Анотація

Широке застосування аналого-цифрових перетворювачів (АЦП) у комп’ютерних системах стримується низькою роздільною здатністю при перетворенні сигналів у широкій смузі частот. Ці проблеми пов’язані як з відсутністю необхідної елементної бази, так і зі складністю процесів аналого-цифрового перетворення випадкових у часі широкосмугових сигналів, математичне представлення яких у часовому і частотному вимірі є досить складним. Наслідком цього є високі похибки лінійності АЦП, що знижують ефективність функціонування пристроїв аналого-цифрового перетворення широкосмугових сигналів у складі комп’ютерних систем. Запропоновано розв’язання задачі підвищення роздільної здатності пристроїв аналого-цифрового перетворення широкосмугових сигналів можна здійснювати за рахунок підвищення лінійності АЦП. Наведено модифікований метод підвищення лінійності АЦП шляхом її коригування у динамічному режимі. Таке коригування виконується шляхом використання статистичної методології оцінювання характеристик широкосмугових сигналів. Обгрунтовано використання при калібруванні АЦП тестового впливу у вигляді багатотонального сигналу. Запропонований тестовий сигнал має збагачений основними гармоніками частотний спектр і його можна реалізувати при використанні широкого класу стандартних генераторів синусоїдальних сигналів з нормованими метрологічними характеристиками. Водночас  такий тестовий сигнал дає змогу забезпечити режими роботи АЦП, що адекватні реальним умовам функціонування перетворювачів аналог-код. З метою збереження високої швидкодії АЦП запропоновано коригування здійснювати шляхом заміни вихідного коду АЦП скоригованим кодом. Розроблено структурну схему пристрою аналого-цифрового перетворення широкосмугових сигналів з коригуванням похибок лінійності, в якій застосовуються цифро-аналогове формування тестового сигналу і табличне формування скоригованих кодів. Виконано аналіз динамічних параметрів АЦП з коригуванням похибок лінійності, який підтвердив високу ефективність запропонованого методу статистичного оцінювання та коригування похибок і високу роздільну здатність побудованої структури АЦП.