АНАЛОГО-ЦИФРОВИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ ШИРОКОСМУГОВИХ СИГНАЛІВ З КОРИГУВАННЯМ ПОХИБОК ЛІНІЙНОСТІ

Геннадій  Бортник; Тетяна Мартинюк

doi:10.31649/1999-9941-2023-56-1-52-57

Автор(и)

Геннадій Бортник Вінницький національний технічний університет
Тетяна Мартинюк Вінницький національний технічний університет

DOI:

https://doi.org/10.31649/1999-9941-2023-56-1-52-57

Ключові слова:

аналого-цифровий перетворювач, широкосмугові сигнали, похибки лінійності, роздільна здатність

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.

Біографії авторів

Геннадій Бортник, Вінницький національний технічний університет

кандидат технічних наук, професор, професор кафедри інфокомунікаційних систем і технологій

Тетяна Мартинюк, Вінницький національний технічний університет

доктор технічних наук, професор, професор кафедри обчислювальної техніки

Посилання

G. G. Bortnyk, S. G. Bortnyk, ta V. M. Kychak, Metody ta zasoby analoho-tsyfrovoho peretvorennia vysokochastotnykh syhnaliv. Vinnytsia, Ukraina: VNTUУ, 2014 [in Ukrainian].

P. E. Pasaquian, J. M. Dela Cruz, "High Speed Data Converters", Analog Dialogue, № 2, р. 1-7. 2021.

M. Looney, "Advanced Digital Post-Processing Techniques Enhance Performance in Time-Interleaved ADC Systems", Analog Dialogue, № 8, р. 1-5. 2018.

A. Veloni, N. Miridakis, and E. Boukouvala, Digital and Statistical Signal Processing. Boca Raton, USA: CRC Press, 2019.

G. G. Bortnyk, M. V. Vasylkivskyi, ta R. M. Viter, "Metod rozshyrennia dynamichnoho diapazonu analoho-tsyfrovykh traktiv zasobiv tsyfrovoho obroblennia vysokochastotnykh syhnaliv", Visnyk Khmelnytskoho natsionalnoho universytetu. Tekhnichni nauky, № 1, s. 48-51. 2020 [in Ukrainian].