DE2402271A1 - Analog/digital-wandler mit automatischer fehlerkorrektur - Google Patents

Analog/digital-wandler mit automatischer fehlerkorrektur

Info

Publication number
DE2402271A1
DE2402271A1 DE2402271A DE2402271A DE2402271A1 DE 2402271 A1 DE2402271 A1 DE 2402271A1 DE 2402271 A DE2402271 A DE 2402271A DE 2402271 A DE2402271 A DE 2402271A DE 2402271 A1 DE2402271 A1 DE 2402271A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
analog
digital converter
stage
voltage
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2402271A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2402271B2 (de
DE2402271C3 (de
Inventor
Alwin Boehm
Heinz Dipl Ing Henneberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority to DE2402271A priority Critical patent/DE2402271C3/de
Publication of DE2402271A1 publication Critical patent/DE2402271A1/de
Publication of DE2402271B2 publication Critical patent/DE2402271B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2402271C3 publication Critical patent/DE2402271C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/01Shaping pulses
    • H03K5/02Shaping pulses by amplifying
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10Calibration or testing
    • H03M1/1066Mechanical or optical alignment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

  • "Analog/Digital-Wandler mit automatischer Fehlerkorrektur" Die Erfindung betrifft einen Analog/Digital-Wandler (abgekürtz: ADW), der als ein Hochgeschwindigkeitskodierer zum Umsetzen von analogen Signalen in nach dem Gray-Kode verschlüsselte Binärsignale verwendbar ist, insbesondere zur Quantisierung von Signalen hochauflösender Radaranlagen, schneller PCM-Systeme und breitbandiger Digitalfilter, beispielsweise Digitalfilter der Radartechnik zur Festzielunterdrückung (MTl).
  • In derartigen Anlagen und Geräten werden in zunehmendem Maße die kontinuierlichen Systeme durch diskrete abgelöst, deren diffizilster Baustein heute noch der ADW ist Er sitzt an der Nahtstelle zwischen analoger und digitaler Signalverarbeitung und stellt das schwächste Kettenglied dar, weil an ihn bei der Umwandlung von analogen Signalen in entsprechende Codewörter sehr große Anforderungen hinsichtlich Geschwindigkeit und Genauigkeit gestellt werden.
  • Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß diese Anforderungen von einem ADW leichter erfüllbar sind, wenn er sich von den bekannten ADW dadurch unterscheidet, daß er ohne den herkömmlichen analogen Abtast- und Haltekreis aufgebaut ist und arbeitet, daß er zusätzlich - zur Erhöhung seiner Wandelgeschwindigkeit bzw. Wortrate - ein symmetrisches Kodiersystem besitzt und daß er eine Schaltung zur automatischen Fehlerkorrektur aufweist.
  • Zum Stand der Technik gehören ADW unterschiedlichster Zielsetzungen innerhalb eines Spektrums, das von den schnellsten und aufwendigsten Parallelwandlern über die verschiedensten Modifikationen bis zu den langsamsten und billigsten Serienwandlern reicht. Den Stand der Technik zeigt die nachfolgend aufgeführte Literatur: 1) US-PS 3,187,325 ( 1. 6.1965), 2) DT-AS 1 537 557 ( 2.12.1971), 3) DT-AS 1 762 407 (29.4.1971), 4) "An unusual electronic Analog-Digital Conversion Method", von B.D. Smith, IRE Trans.-Instr., Juni 1956, Seiten 155 - 160.
  • ist Nachteiling / an den bekannten ADW, daß sie alle in keiner Weise die Fehlerquellen berücksichtigen, die durch die thermische Stabilität der Bauelemente, durch ihre Alterung und durch ihre Herstellungstoleranzen entstehen; weiterhin wird bei ihnen das Verstärkungs-Bandbreiten-Produkt und der Störabstand der einzelnen Stufen nicht optimal ausgenutzt. Deshalb sind bei ihnen laufend Abgleichprobleme zu losen; auch arbeiten die bekannten ADW nur in einem verhältnismäßig kleinen Temperaturbereich über längere Zeit zufriedenstellend und sind dieselben bei gegebener Grenzfrequenz der Transistoren nicht maximal schnell.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen ADW mit monotoner Wandlerkennlinie, mit - gemessen am Stand der Technik - und mit - wiederum gemessen am Stand der Technik -sehr hohen Wortraten anzugeben. An die Linearität dieses ADW und seine absolute Genauigkeit sollen jedoch nicht die strengsten SEßstäbe angelegt werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kompensation der ADW-Fehler durch eine und/oder durch mehrere, nur stufenweise korrigierende Schaltungen, erfolgt, wobei als ADW-Prüfsignale Nullpotentional oder eine bipolare, symmetrische, treppenförmig, mit dem Spannurgsbetrag von 1 LS3 pro Prüfschritt ansteigende oder abfallende Rechteckspannung in der ADW-Totzeit eingespeist werden und die zugehörigen ADW-Ausgangssignale nach Aufbereitung und Abspeicherung in den Fehlerkorrekturschaltungen wahlweise vom AD'J-ingangssignal oder ADV-AusSangssignal subtrahiert werden, daß der Spannungsverstnrkungsfaktor der 1. Differenzenverstärkestufe der 1.
  • ADW-Stufe /V/ = 1 und der allen übrigen (n - i) Stufen /V/ = 2 beträgt, daß weiterhin jede Stufe des ADW als 2. Differenzenverstärker zwei symmetrische angeordnete Emitterfolgerstufen besitzt, die mit Hilfe eines entsprechend ausgelegten Rückkopplungsnetzwerkes als eigengest euert e Dopp elweggleichrichter arbeiten oder aber über Ivomparatoren, deren logischer Ausgangspegel von der Polarität der analogen Ausgangsspannung der vorhergehenden ADW-Stufe abhängt, fremdgesteuert werden und daß diese Emitterfolgerstufen als gemeinsamen Emitterwiderstand eine Stromquelle mit hohen differentiellem Innenwiderstand besitzen und deshalb sehr genaue Spannungsfolger darstellen, daß weiterhin die digitalen Ausgangssignale jeder ADW-Stufe i in Zwioschenregistern von der Länge (i - 1) zwischengespeichert werden, deren Schiebetaktperiode der mittleren Signaldurchlaufzeit durch den analogen Teil einer ADW-Stufe entspricht.
  • Um einen solchen erfindungsgemäßen ADW auch zur Quantisierung von Analogsignalen, deren Amplitude sich in Abhängigkeit von der Zeit monoton ändert - wie z.B. Radarvideosignalen - optimal einsetzen zu können, werden in einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Referenzspannungen dieses ADW ebenfalls gleichsinnig und monoton geändert.
  • Über einen großen Temperaturbereich arbeitet dieser preisgünstige erfindungsgemäße Wandler, ohne analogen Abtast-und Haltekreis, zuverlässig. Einer Schaltkreisminiaturisierung (z.B. Dickfilmtechnik) kommt dabei die Tatsache entgegen, daß dieser ADW aus einer Kettenschaltung von aufeinander folgenden, fast identischen Kodierstufen besteht, wobei jede Wandlerstufe im Prinzip eine Stelle des jeweiligen Kodewortes erzeugt.
  • Ein bandbegrenzendes Filter, das bei der externen angelegten Abtastfrequenz eine entsprechende Dämpfung aufweist, ist ebenfalls vorhanden, um unerwünschte Überfaltungsverzerrungen zu vermeiden.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile gegenüber dem Stand der Technik bestehen insbesondere darin, daß alle sich durch Herstellungstoleranzen und Alterung der Bauelemente sowie durch Schwankungen der Umgebungstemperatur ergebenden Wortfehler des ADW automatisch korrigiert werden, so daß ein mühseliger Ab gleich in der Fertigung, eine häufige, langrierige Justierung in getrieb und eine kostspielige Thermostatisierung entfallen. Besonders eignet sich dieser ADTf für eine Fertigungsautomatisierung, wobei als Technologie die Dickfilmtechnik bevorzugt einsetzbar ist.
  • Da sowohl statische als auch dynamische Fehler bein ADW gemäß der Erfindung in bestimmten Grenzen elininierbar sind, wird eine Optimierung des sehr wichtigen ADTI-Parameters "Genauidkeit x Geschwindigkeit" erzielt.
  • Der beim erfindungsgemäßen ADW mögliche Entfall eines Abtast-und Halrekreises bringt ebenfalls nicht unerhebliche Vorteile hinsichtlich Wandelgeschwindigkeit, Wandlerpreis und -volunen, von den Einscllwing- und Überschwingproblemen, die ein solcher Iz-eis immer mit sich bringt, ganz zu schweigen Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 Übersichtschaltbild eines ADW und einer ADW-Stufe.
  • Fig.-2 Blockschaltbild eines ADW mit digitaler Abtastung und Riickkopplung.
  • Fig. 3 Prinzipschaltbild einer ADW-Stufe ohne Rückkopplungen.
  • Fig. 4 Emitterzweige der 1. und 2. Differenzenverstärkerstufe.
  • Fig. 5 ADW-Stufe mit Rückkopplung und eigengesteuertem Vollweggleichrichter.
  • Fig. 6 ADW-Stufe mit fremd (-schalt) gesteuertem Vollweggleichrichter, ohne idickkopplung.
  • Fig. 7 Digitale und analoge Version der Wandlerkorrekturschaltung mit Nullpotential.
  • Fig. 3 Digitale und analoge Version der lWandlerkorrekturschaltung mit Rechtecksignal.
  • Fig.9 Stufenkorrekturschaltung.
  • Nachdem in der Literatur das Prinzip dieses Analog/Digital-Wandlertyps schon vielfach beschrieben würde, kann hier auf die Darstellung einer umfassenden Systemtheorie verzichtet werden, ohne das Verständnis für die nachfolgenden Ausführungen zu stören. Lediglich der eindeutigen Symbolzuordnung und -bedeutung wegen sei an Hand der Fig. 1 die Funktion eines Analog/Digital-Wandlers (ADW) nochmals kurz rekapituliert. Es wird dabei gemäß diesem Übersichtschaltbild ein asynchroner, sequentiell arbeitender, n-stutiger KasKandenwandler betrachtet, der analoge Eingangssignale UE in nach dem Gray-Kode verschlüsselte Binärsignale UD umsetzt. Läßt man den Kode Vorläufig außer Acht, so löst der Wandler seriell die Gleichung mit n Unbekannten: UE = d1.2-1+d2.2-2+....+dn.2-n+UR' Uref wobei U die Referenz- bzw. Bezugsspannung, d die einref n zelnen Ziffern eines Kodnwortes und UR die Restspannung darstellen, für die immer gilt, daß UR # 1/2 LSB (Least Significant Bit) ist.
  • Jede Wandlerstufe besteht-hier in Beispiel aus einem mit A bezeichneten Analogteil mit V-förmiger Übertrangungscharkteristik: (UA = Uref - 2/UE/) zwischen Eingangs-und Ausgangsspannung UA und einem Digitalteil D. Der analoge Teil einer Ixodierstufe wiederum setzt sich aus einem 1. Differenzenverstärker V 1 - mit dem Spannungsverstärkungsfaktor /V/ -, der als eimittergekoppelter Phaseninverter erdsymmetrische Ausgangssignale Uc und UC liefert und einem 2. Differenzenverstärker V 2, der die Operationen der Betragsbildung (Doppelweggleichrich tung, UG) und der Subtraktion (Pegelstiftuns) durchführt, zusammen. Den digitalen Teil einer Kodierstufe bildet der Komparator K mit den Eingangssignalen UK und UK' und den Ausgängen UD bzw. UD. Mit UA = U, ist jeder analoge i-1 Ei Ausgang einer ADW-Stufe der analoge Eingang der folgenden Stufe, wobei deren Anzahl n die Auflösung des Wandlers bestimmt. Die Ziffern eines Kodewortes werden, beginnend mit der höchsten Stellenwertigkeit, in absteigender Ordnung gebildet, bis mit der letzen Stufe Dn der gewünchte Quantisierungsgrad erreicht ist.
  • Gleichzeitig ist der gesamte Kodierer streng symmetrisch aufgebaut, da seine Kodierzeit von der Polarität der Eingangsspannung abhängt und er auf diese Weise zusätzlich gegen Versorgungsspannungsänderungen und Iilassestörungen unempfindlich ist.
  • Die prinzipielle Schwierigkeit bei all diesen Wandlern besteht nun darin, die geforderte Genauigkeit in der zur Verfügung stehenden Zeit, die wiederum durch die Basisbandbreite des Analogsignals und das Abtasttheoren vorgegeben ist, bei vernünftigem Schaltungsaufwand zu erreichen. Einen ersten Schritt in dieser Richtung stellt die Eliminierung des Abtast- und Haltkreises dar; unter Vermeidung der Abtastung wird ein Bewertungskoder mit zeitlicher Staffelung (Fig. 2) eingesetzt. Eine Kettenschaltung von n identischen Kodierstufen - jede führt hier eine 1-bit Codierung durch - realisiert dieses Schaltungsprinzip. Erweitert man diese Schaltung noch um (n -1) Schieberegister mit einer vom höchstwertigsten zum niederwertigsten Bit linear auf Null Speicherplätzen abfallenden Wortlänge, so können am Ausgaberegister die den analogen Eingangssignalen entsprechenden Kodewörter mit n Bits 1 1 bei einer Wortate von - bzw. --- abgenommen werden.
  • # #+tr Mit r sei hier die Kodierzeit einer bei Bedarf um die Zeitspanne tr auf die mittlere Zeit # verlängerten ADW-Stufe bezeichnet.
  • Über die veränderbaren Verzögerungsglieder Tr werden diese Verzögerungszeiten tr so eingestellt daß sich alle ADW-Stufendurchlaufzeiten möglichst genau einem alle ADW-Stufendurchlaufzeiten möglichst genau einem mittleren Wert # nähern, der so gewählt wird, daß er dem Reziprokwert T der Schiebetaktfrequenz ST entspricht, also T##. Eine gute Jitterfreiheit der einzelnen Bits ist somit sichergestellt und der Abtast- und Haltekreis kann - im Gegensatz zum binären Kaskadenwandler - entfallen.
  • Als ein Ausführungsbeispiel einer ADW-Stufe können die Schaltungen nach den Fig. 3 und 4 betrachtet werden. Je nach Bedarf kann hier die 1. Differenzverstärkestufe -auch Differenzenverstärkerstufe oder, liegt das Massepotential an der Basis des Transistors Tsi1, als ermittergekoppelte Verstärkerstufe, mit Kompensation ihres Frequenzganges, betrieben werden. Sie liefert auf jeden Fall die nötige Verstärkung, Phasenumkehr und große Bandbreite und stellt den Übergang von Eintakt- auf Gegentaktbetrieb her, der aus Gründen der polaritätsunabhängigen, identischen Durchlaufzeiten gefordert wird. Diese über den gemeinsamen Emitterwiderstand (# Stromquelle JK11) stromgegengekoppelte Stufe arbeitet bei einer Verstärkung /V/ = 1 bis in den hohen MHz-Bereich einwandfrei, wobei zu erwähnen ist, daß der Betrag der Verstärkung aller übrigen Wandlerstufen = = 2 beträgt.
  • Eine im wesentlichen aus zwei symmetrisch angeordneten Emitterfolgerstufen gebildete 2. Differenzenverstärkerstufe V 2 führt die Operation der Betragsbildung und der Subtraktion durch. Eine Konstant stromquelle JIÇ mit 12 besonders hohem differentiellem Widerstand stellt sicher, daß diese Stufe auch als Spannungsfolger mit V~1 arbeitet.
  • Der Widerstand REM dient lediglich zur Potentialverschiebung, i2 die aber auch über den nichtinvertierenden Eingang UKi' des Komparators K durchführbar wäre.
  • Eine gemäß der Erfindung modifizierte ADW-Stufe zeigen die Fig. 5 und Fig. 6. Im ersten Fall wird hier eine eigengesteuerte Vollweggleichrichtung mit einer Rückkopplung über die Widerstände RCi und RC2 eingesetzt, im 2. Fall ist eine spannungsunabhängige, schaltgesteuerte Betragsbildung realisiert, wobei die Schaltersteuerung in jeder ADW-Stufe (Ts2, Ts2') durch einen Komparator erfolgt, dessen logischer Zustand von der Polarität der Ausgangsspannung der vorherigen ADW-Stufe abhängt. Hierdurch wird diese betragsbildende Stufe um den Spannungsnullpunkt extrem nichtlinear und approximiert das Verhalten zweier idealer Gleichrichter recht gut.
  • Ein Nachteil all dieser mit Transistoren bestückter Gleichspannungsverstärker und Komparatoren liegt jedoch In der Temperaturabhängigkeit ihrer Betriebseigenschaften.
  • Der Temperaturdurchgriff wird zwar bei Differenzen stufen auf ca. 100 µV/°C gegenüber ca. 2 mV/ C eines einzelnen Si-Transistors reduziert, doch führt die Temperaturabhängigkeit der Dasis-Emitterspannung UBE, des Stromverstärkungsfaktors CC und des Eollektor-Basis-Pveststromes ICBO immer noch zu erheblichen thermischen Driften beim bipolaren Transistor, wobei die thermische Stabilität aller übrigen Bauelemente ebenfalls bei der Fehlerbetrachtung zu berücksichtigen ist. Neben den Temperatur bedingten Fehlern - sind in einem ADW aber auch noch die durch die Alterung seiner Bauelemente hervorgerufenen Fehler zu berücksichtigen und die vorgegebene Fehlerschranke muß zu mindest statisch exakt eingehalten werden, wenn man nicht größere dynamische Fehler in Kauf nehmen will, die recht viel höher als der max. relative Fehler F < 2-n ausfallen werden. Da das Eingangssignal UE sich als Funktion der Zeit ändert (UE = UE (t)) wird man also mit einem größeren Gesamtfehler rechnen müssen, wobei sich noch weitere Fehler durch das Eingangsfilter hinzuaddieren, Eine Kompensation dieser Fehlerquellen erfolgt nach Schaltungen gemäß Fig. 7 - 9.
  • Das Prinzip der Fehlereliminierung gemäß Bild 7 - sowohl in der digitalen wie in der analogen Schaltungsauslegung -besteht darin, in zeitlichen Abständen, die durch die IfandlerdriftgeschlfindigReit und seine Auflösung (( 1/2 LSB) bestimmt werden, den Schalter S 1 zu öffnen und bei anliegendem Massepotential einen Wandlerzyklus durchzuführen.
  • Das diesem Nullpotential entsprechende - eventuell durch die zuvor erwähnten Fehlerquellen verfälschte Codewort -wird nach seiner Kodierung in ein Speicherregister eingelesen und nach Öffnen des Schalters S 1 von allen, den jeweiligen analogen Eingangsspannungen UE (t) entsprechenden Kodewörtern subtrahiert.
  • In der analogen Version wird dagegen das digitale Fehlerwort über einen DAW in ein analoges Fehlersignal rückgewandelt und nach Öffnen des Schalters S 1 vom Eingangssignal UE (t) in der ersten Ditferenzenverstärkerstufe V 1 des ADW subtrahiert, d.h. als Spannung U'E an die Basis des Transistors Ts'1 angelegt. Zwar wird bei diesem Verfahren nur einmal die Wandlerdurchlaufzei n.# für Korrekturzwecke benötigt, doch gehen andererseits die vom Schalter S 1 und vom Eingangswiderstand Z herrührenden Fehlerspannungen voll in die Korrektur ein, ein in manchen Fällen untragbarer Nachteil.
  • Vorteilhafterweise arbeitet man deshalb nach Fig. 8 mit einer zusätzlichen Prüfspannung Up' die treppenförmig in der Amplitude derart moduliert ist, daß sie nach 2 Prüfungen den gesamten Aussteuergereich des ADW durchfahren hat. Pro Prüfzyklus (Wandlertotzeit) werden die Schalter 5p und 5 wechselseitig zur Erzeugung des Prüfp signals U betätigt. Die den jeweiligen analogen Prüfsignalen p entsprechenden Codewörter werden in der gleichen lfandlertotzeit voneinander subtrahiert und das Ergebnis dieser Operation als Korrekturspannung in Form eines Restsignals ntweder in digitaler Form an die dem ADW nachgeschalteten Subtraktionsschaltung oder in analoger Form als Fehlerspannung UE' an die Basis des Transistors Ts'1 der ersten Differenzenverstärkerstufe V 1 gelegt. Will man sich dagegen sowohl den stufenweisen Wandlerabgleich im Prüffeld, als auch ständige Wandlerkorrekturen im Betriebsfalle ersparen, so sollte man den ADW gemäß Fig. 9 mit einer Zusatzschaltung komplettieren. Hier wird das Prüfsignal U p mit der zuvor beschriebenen Kurvenform in der Wandlertotzeit allen n ADW-Stufen parallel angeboten tind jede Stufe entsprechend der Schaltung nach Fig, 9 separat korrigiert.
  • Der Vorteil dieser Methode liegt in der höheren Korrektur-; genauigkeit, in der kurzen Prüfzeit und der Erhaltung des ungeschmälert großen ADW-Aussteuerbereichez, unabhängig von der Größe und dem Vorzeichen der Drift. Aus Aufwandsgründen schlagen wir hier nur eine analoge Version vor, obgleich vom Prinzip her selbstverständlich auch eine digitale Schaltungsauslegung möglich wäre.

Claims (15)

P.a a t e n t a n 5 p r ü c h e
1. Analog/Digital-Wandler, der zum Umsetzen von analogen Signalen in nach dem Gray-Kode verschlüsselte Binarsignale verwendbar ist, insbesondere zur Quantisierung von Signalen hochauflösender Radaranlagens schneller PCM-Systeme und breitbandiger Digital filter, beispie weise Digitalfilter der Radartechnik zur Festzielunterdrückung (MTI), dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensation der Fehler der Analog/Digital-Wandler durch eine und/oder durch mehrere, nur stufenweise korrigierende Schaltungen erfolgt, wobei als Irrüfsignale Nullpotential oder eine bipolare, symmetrische treppenförmig mit dem Spannungsbetrag von t LSB pro Prüfschritt ansteigende oder abfallende Rechteckspannung in der Totzeit des Analog/Digital-Wandlers eingespeist werden und die zugehörigen Ausgangssignale des Analog/Digital-Wandlers nach Aufbereitung und Abspeicherung in den Fehlerkorrekturschaltungen wahlweise vom Eingangs-oder Ausgangssignal des Analog-Digital-Wandlers substrahiert werden, daß der Spannungsverstärkungsfaktor der 1.
Analog/Digltalw andler-StuSe /V/ = 1 und der aller übrigen (n - i) Stufen /V/ = 2 beträgt, daß weiterhin jede Stufe des Analog/Digital-Wandlers als 2. ferenzenverstärker zwei symmetrische angeordnete Emitterfolgerstufen besitzt, die mit Hilfe eines entsprechend ausgelegten Rückkopplungsnetzwerkes als eigengesteuerte Doppelweggleichrichtere arbeiten oder aber über Komparatoren, deren logischer Ausgangspegel von der Polarität der analogen Ausgangs Spannung der vorhergehenden Stufe des Analog/Digial-Wandlers abhangt, fremdgesteuert werden und daß diese Emitterfolgerstufen als gemeinsamen Emitterwiderstand eine Stromquelle mit hohem differentiellen Innenwiderstand besitzen und deshalb sehr genaue Spannungsfolger darstellen1 daß weiterhin die digitalen Ausgangssignale jeder Stufe i des Analog/Digital-Wandlers in Zwischenregistern von der Länge (i - 1) zwischengespeichert werden, deren Schiebetaktperiode der mittleren Signaldurchlaufzeit durch den analogen Teil einer Stufe des Analog/Digital-Wandlers entspricht.
2. Analog/Digital-andler nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der voneinander unabhängigen, stufenweise wirkenden Korrekturschaltungen gleich der der Wandlerstufen n ist und daß diese Korrekturschalgleichen tungen in der Wandlertotzeit parallel mit dem/Prüfsignal gespeist werden, wobei die Länge des Prüfsignals gleich der mittleren Durchlaufzeit des analogen Signals durch eine Analog/3igital-Wandler-Stufe gewählt wird.
3. Analog/Digital-Wandler nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Periodendauer der Wandlertotzeit kleiner beziehungsweise gleich dem Zeitintervall gewählt wird, in dem der Wandler um einen Spannungsbetrag von 1/2 LSB driftet.
4. Analog/Digital-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufendurchlaufzeit des analogen Signals mit Verzögerungsgliedern für alle Analog/ Digital-Wandler-Stufe gleich lang abgeglichen wird und daß diese Zeit der Schiebetaktperiode der Schieberegister entspricht.
5. Analog/Digital-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das analoge Eingangssignal mit einer durch das Abtasttheorem für dieses Basisbandsignal geltenden Periode und für eine Zeitdauer, die der mittleren Wandlerstufendurchlaufzeit dieses Signals entspricht, vom Wandlereingang abgeschaltet wird.
6. Analog/Digital-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das analoge Eingangssignal nur für eine Zeitdauer auf den Wandlereingang geschaltet wird, die der mittleren Durchlaufzeit des analogen Signals durch eine Analog/Digital-Wandler-Stufe entspricht und daß die Schalterperiode durch das Abtasttheorem für das Basisbandsignal gegeben ist.
7. Analog/Digital-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerreferenzspannung in Abhängigkeit von der Zeit monoton vergrößert oder verkleinert wird, in dem die Stronquelle der 2. Differenzenverstärkerstufe jeder Analog/Digital-Wandler-Stufe mehr oder weniger durchgesteuert wird.
8. Analog/Digital-lfandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrierung der 1.
Differenzenstufe jeder Analog/Digital-Wandler-Stufe durch integrierte Spannungsregler an dieser BasiJstufe erfolgt.
9. Analog/Digital-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkopplungswiderstände in den Emitterzweigen der 1. Differenzenstufe jeder Analog/ Digital-Wandler-Stufe teilweise kapazitiv überbrückt sind.
10. Analog/Digital-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigensteuerung der Doppelweggleichrichter in jeder 2. Differenzenverstärkerstufe jeder knalo/Digital-lrandler-Stufe durch ein Rückkopplungsnetzwerk -erfolgt, das dem von galvanisch gekoppelten, bistabilen Kippstufen ähnelt.
11. Analog/Digital-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Operationen der Pegelshiftung und Subtraktion nach jeder Doppleweggleichrichterstufe temperaturabhängig über Stromquellen gesteuert werden.
12. Analog/Digital-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromquellen für beide Differenzenversta,-irerstufen jeder Analog/Digital -Wandl er-Stufe Stromspiegelschaltungen (current mirror) oder integrierte: Schaltkreise eingesetzt werden.
13. Analog/Digital-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Polaritätsbestimmung der analogen Ausgangsspannung jeder Analog/Digital-Wandler-Stufe durch Komparatoren erfolgt, die wahlweise vom Ausgang des Doppelweggleichrichters oder vom analogen Stufenausgang am nichtinventierenden Eingang angesteuert werden und an deren invertierenden Eingang ein Referenzsignal gelegt wird, das Korrekturzwecken dient.
14. Analog/Digital-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Kollektoren der 1.
Differenzenverstärkerstufe drei Emitterfolger zur Widerstandstransformation nachgeschaltet werden.
15. Analog/Digital-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis i4, dadurch gekennzeichnet, daß die Komparatoren K von der oder den Kollektorspannungen der Transistoren Ts2i und Ts2i, der 2. Differenzenverstärkerstufe in jeder Analog/ Digital-Wandler-Stufe angesteuert werden.
DE2402271A 1974-01-18 1974-01-18 Analog/Digital-Wandler Expired DE2402271C3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2402271A DE2402271C3 (de) 1974-01-18 1974-01-18 Analog/Digital-Wandler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2402271A DE2402271C3 (de) 1974-01-18 1974-01-18 Analog/Digital-Wandler

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2402271A1 true DE2402271A1 (de) 1975-07-24
DE2402271B2 DE2402271B2 (de) 1978-03-16
DE2402271C3 DE2402271C3 (de) 1978-10-26

Family

ID=5905059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2402271A Expired DE2402271C3 (de) 1974-01-18 1974-01-18 Analog/Digital-Wandler

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2402271C3 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2365916A1 (fr) * 1976-09-27 1978-04-21 Sony Corp Convertisseur analogique-numerique avec stabilisation en courant continu

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2365916A1 (fr) * 1976-09-27 1978-04-21 Sony Corp Convertisseur analogique-numerique avec stabilisation en courant continu

Also Published As

Publication number Publication date
DE2402271B2 (de) 1978-03-16
DE2402271C3 (de) 1978-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5072221A (en) Error limiting analog to digital converter
DE19732840C2 (de) Pipeline-Analog-Digital-Wandler
DE19924075C2 (de) Algorithmischer Analog-Digital-Wandler mit reduzierter Differentialnichtlinearität und ein Verfahren
US4232302A (en) Video speed logarithmic analog-to digital converter
US4804863A (en) Method and circuitry for generating reference voltages
DE102009005770A1 (de) SAR-ADC und Verfahren mit INL-Kompensation
DE2451983C2 (de) Digital-Analogwandler
US4939518A (en) Analog to digital converter
JPS58104526A (ja) 二段式a−d変換装置
US4987417A (en) Adaptive referencing analog-to-digital converter
KR880013330A (ko) D/a 변환기
DE60116604T2 (de) Hintergrundkalibrierung eines a/d-umsetzers
US4633219A (en) Integrable analog-to-digital converter
US3660834A (en) Analog circuit for an analog-to-digital converter of the dual-slope integrating type
DE2402271A1 (de) Analog/digital-wandler mit automatischer fehlerkorrektur
WO1981000653A1 (en) Cyclic digital-to-analog conversion system
DE2830825C2 (de) Verfahren zur Umwandlung eines Analogsignals in ein Digitalsignal
Tsukamoto et al. A cyclic charge-balancing A/D converter with capacitor mismatch error compensation
DE3307568A1 (de) Anordnung und verfahren zur schnellen analog-digital-umwandlung
DE2805436C3 (de) Elektronischer Analog-Digital-Umsetzer
CA1230425A (en) Digitally controlled syllabic filter for a delta modulator
DE2946934C2 (de) Schneller Analog-Digital-Umsetzer
DE3426393C2 (de)
DE2607860A1 (de) Dreieck-kennlinienerzeuger
JPS6149524A (ja) アナログデイジタル変換器

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee