Аналитический обзор шифраторов для параллельных ацп

Преимущества параллельных АЦП:

• 
  Быстродействие: параллельные АЦП являются самым быстрым типом АЦП, способным преобразовывать сигналы с высокой частотой дискретизации и достигать высокой скорости обработки данных.
  
• 
  Простота использования: так как параллельные АЦП выполняют преобразование сигнала одновременно во всех каналах, они облегчают работу при сборе данных и позволяют легко получать информацию о нескольких параметрах сразу.
  
• 
  Меньшая зависимость от шума: так как параллельные АЦП имеют более широкие диапазоны входного сигнала, они менее чувствительны к шумам, вносимым в сигнал.
  
• 
  Высокая точность: параллельные АЦП имеют более высокую точность и меньшую ошибку преобразования, чем многие другие типы АЦП.
  

Недостатки параллельных АЦП:

• 
  Потребление мощности: параллельные АЦП требуют большого количества компонентов, что приводит к высокому потреблению мощности.
  
• 
  Дороговизна: из-за большого количества компонентов и более сложной схемотехники, параллельные АЦП могут быть более дорогостоящими в производстве, чем другие типы АЦП.
  
• 
  Малая разрядность: параллельные АЦП с большим числом разрядов могут быть экономически нецелесообразными из-за большого потребления мощности, поэтому они обычно имеют небольшую разрядность.
  
• 
  Больший объем: из-за большего количества компонентов параллельные АЦП могут занимать больше места в электронной схеме, чем другие типы АЦП.
  

В целом, параллельные АЦП являются важной составляющей многих систем, где требуется быстрое и точное измерение аналоговых сигналов. Однако, выбор определенного типа АЦП зависит от конкретных требований системы, таких как разрядность, быстродействие, потребляемая мощность и другие.

2. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПРИНЦИПОВ ШИФРАТОРОВ ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

2.1 Способы построения шифраторов термометрического кода

Шифраторы термометрического кода используются для преобразования термометрического кода, сформированного компараторами, в двоичный код. Существует несколько способов построения шифраторов термометрического кода, которые различаются по своей архитектуре и сложности реализации.

Один из простых способов построения шифратора - это с помощью дешифратора. Дешифратор принимает на вход термометрический код и формирует двоичный код. Дешифратор может быть построен на основе логических элементов ИЛИ-НЕ и И-НЕ, которые объединяются для формирования всех возможных комбинаций кода.
Другой способ - использование алгоритма грей-кода. Грей-код является специальным типом двоичного кода, в котором каждый последующий код отличается от предыдущего только в одном разряде. Это позволяет уменьшить количество переходов между кодами при изменении аналогового сигнала. Шифратор на основе грей-кода может быть построен с использованием регистров сдвига и сумматоров.
Также существуют шифраторы на основе таблиц и схем, основанных на логике Мура и Мили. Эти способы более сложные и требуют более высокой квалификации для их реализации, но могут обеспечивать более высокую точность и скорость работы.
Выбор способа построения шифратора зависит от требуемой точности, скорости работы, а также от доступных ресурсов и ограничений на мощность и размеры устройства.
Преобразование термометрического кода в двоичный код является важным вопросом в построении параллельного АЦП. Существует два варианта преобразования термометрического кода в двоичный:
1.Преобразование термометрического кода не в двоичный код. В таком преобразовании существует промежуточная стадия преобразования термометрического кода в код, в котором есть не более одной единицы.
2.Преобразование термометрического кода в двоичный код. В этом методе с помощью таблицы истинности можно получить прямые уравнения преобразования термометрического кода в двоичный код.
Для преобразования кодов в термометрический код используется устройство, называемое шифратором. В российской литературе оно часто называется "кодопреобразователем" [6]. Из анализа литературы можно выделить следующие типы шифраторов: древовидные, основанные на мультиплексорах, полных сумматорах и массивах элементов памяти.
Шифратор древовидной структуры выполняет преобразование термометрического кода в двоичный код в два этапа. Сначала термометрический код преобразуется в код, содержащий не более одной единицы, а затем этот код преобразуется в двоичный код. Общая схема шифратора древовидной структуры представлена на рисунке 2.1.



Рис. 2.1. Общая схема шифратора древовидной структуры

Шифратор древовидной структуры может обеспечить наибольшую скорость работы по сравнению с другими типами шифраторов. Время задержки такого шифратора растет не более чем логарифм от количества бит в выходном сигнале (N) [7].

На рисунке 2.2 показана структура шифратора, где i1,i2,i3,i4,i5,i6,i7 – это входной термометрический код, bit0,bit1,bit2 –выходной двоичный код. Часть шифратора, выделенная серым цветом, преобразует термометрический код в код, где есть хотя бы одна единица, с помощью инвертирования входных сигналов, кроме старшего, и элементов И. Следующая часть, выделенная темно-серым цветом, преобразует код, где есть хотя бы одна единица, в двоичный код, с помощью элементов ИЛИ [8]. Для лучшего понимания работы шифратора нужно построить таблицу истинности и получить уравнения, связывающие термометрический код и двоичный.

Рис. 2.2. Структура шифратора
Из таблицы истинности, представленной в таблице 1, можно получить следующие уравнения: