Page 1. Conversione Analogico/Digitale e Digitale/Analogico 2002 DDC 1 1 LSB A D. Contenuti di questa lezione (C3)

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1 Eleronica per le elecomunicazioni Conenui di quesa lezione (C3) Conversione nalogico/igiale e igiale/nalogico Converiori /, classificazione errori (lineari, nonlin, dinamici) definizione dei parameri: complessià e velocià classificazione delle sruure C.3 Converiori / classificazione errori definizione parameri classificazione sruure converiori misi analisi degli errori Esempi di converiori / flash, app successive, residui ruure pipeline Riferimeni nel eso Converiori nalogico/igiali C 2 22 C Caraerisica ed errori degli / Caraerisica di conversione / Operazione duale rispeo ai / asse x: valori analogici (coninui) asse y: valori numerici (discrei) (digiale) ogni inervallo i corrisponde un valore i la fd è una gradinaa per N grande assimilabile a una linea coninua sesso ipo di errori dei /» guadagno» offse» nonlinearià inegrale» nonlinearià differenziale 2 LB (analogica) 3 22 C 4 22 C Caraerisica ideale iglior rea ideale ideale 5 22 C 6 22 C Page 22 C

2 Fascia di nonlineariá Errori di offse e di guadagno fascia di nonlinearia ideale ideale 7 22 C 8 22 C Errore di nonlineariá assolua Errore di non lineariá differenziale fascia di nonlinearia I gradini della di conversione dovrebbero avere larghezza (, facendo riferimeno alla rea ) Nella i gradini hanno larghezza, diversa da. La differenza é l errore di NON LINERIT IFFERENZILE 9 22 C 22 C Caraerisica ideale Caraerisica 22 C 2 22 C Page 2 22 C 2

3 Classificazione degli errori saici Codice mancane a Errori lineari errore di guadagno ε G errore di offse ε O Errori di non lineariá L espansione dei livelli adiaceni assorbe il livello inermedio il corrispondene codice non viene mai generao errore di codice salao: IING COE nonlineariá inegrale ε NLI nonlineariá differenziale ε NL errore di codice salao (missing code) 3 22 C 4 22 C Codice mancane b Codice mancane c 2 2 livello mancane 5 22 C 6 22 C Parameri dinamici Tipi di converiori / L operazione di conversione da analogico a digiale richiede un cero empo: TEPO I CONVERIONE Il converiore riceve un comando di inizio converione (Conversion ar C), risponde, dopo il empo di conversione con un segnale End Of Conversion (EOC) Esisono diversi ipi di converiori, classificabili in base a due parameri: Complessià» quanificabile come numero di comparaori uilizzai» auspicabile minima complessià (pochi comparaori) Velocià» inverso del empo di conversione» auspicabile massima velocià (mole conversioni/s) Parameri in conrapposizione: generalmene converiori veloci sono più complessi 7 22 C C Page 3 22 C 3

4 Classificazione dei converiori / Conenui di quesa lezione (C3) Complessià Parallelo (flash) Pipeline Residui pprossimazioni successive Inseguimeno (racking) Rampa Velociá Converiori /, classificazione errori (lineari, nonlin, dinamici) definizione dei parameri: complessià e velocià classificazione delle sruure Esempi di converiori / flash, app successive, residui ruure pipeline Riferimeni nel eso Converiori nalogico/igiali C 2 22 C Converiori flash parallelo Converiori parallelo V R Codifica in uscia (ermomerica o lineare) V R Codificaore N N enc. Livello analogico di ingresso (ra e V R ) = 2 N N 2 22 C C Converiori con / in reazione Converiori con / in reazione i cerca di oenre una grandezza che approssima l ingresso è ricavaa con un / dalla grandezza numerica è la conversione di in grandezza numerica ree logica converiore / Il blocco ree logica varia fino a quando approssima al meglio possibile. ue sraegie: un LB per vola:» converiori a inseguimeno» una escursione complea richiede 2 N passi» empo di conversione T C = 2 N T CK iniziare dal B:» converiori ad approssimazioni successive» per oenre N bi basano N passi» empo di conversione T C = N T CK C C Page 4 22 C 4

5 Converiore a inseguimeno Converiore ad inseguimeno e < il conaore viene incremenao e > il conaore viene decremenao = 2N passi per andare da a : empo di conversione T C = 2 N T CK U/ conaore reversibile CK converiore / C C Logica di approssimazione equenza di approssimazione Il segnale di ingresso viene confronao con /2: il risulao deermina il B B = : confrono successivo con /4 B = : confrono successivo con 3/4» il risulao deermina B».. /2 R: Logica di approssimazione CK converiore / = /2 > B = C C equenza di approssimazione equenza di approssimazione 3/4 3/4 /2 /2 = /2 > B = = 3/4 < B = = /2 > B = = 3/4 < B = C 3 22 C Page 5 22 C 5

6 equenza di approssimazione lbero delle decisioni 3/4 /2 3/4 /2 = /2 > B = = 3/4 < B = = 5/8 > B2 = equenza di uscie dal / confronae con 3 22 C C Conenui di quesa lezione (C3) Converiori misi e mulisadio Converiori /, classificazione errori (lineari, nonlin, dinamici) definizione dei parameri: complessià e velocià classificazione delle sruure Esempi di converiori / flash, app successive, residui ruure pipeline Riferimeni nel eso Converiori nalogico/igiali 4.3 Combinazione delle ecniche vise in precedenza pplicazione della ecnica a residui su più bi aggiore velociá, a pari numero di comparaori inor numero di comparaori, a pari velociá Tecnica del pipeline per ridurre T C equivalene empo di laenza e empo di conversione pipeline mulibi C C Converiore a residui Converiore da 8 bi veloce Flash a 8 bi: num. comparaori: 2 8 = 255 empo conversione: T C Tecniche a residui: ue flash da 4 bi in cascaa: num. comparaori: 2(2 4 ) = 3 empo conversione: 2T C Quaro flash da 2 bi in cascaa: num. comparaori: 4(2 2 ) = 2 empo conversione: 4T C Tener cono anche dei /! C C Page 6 22 C 6

7 Converiori pipeline Converiore pipeline Inserendo elemeni di memoria nei converiori a piú sadi, è possibile operarare conemporaneamene su campioni successivi: = sadio campione X X X = 2 sadio campione B X X = 3 sadio campione C B X C C Classificazione dei converiori / Origine degli errori Complessià Tempo di convers. Parallelo (flash) 2 N Pipeline N Residui N N ppross. uccessive N Inseguimeno 2 N Complessià: legaa al numero di comparaori. Tempo di conversione: legao al numero massimo di cicli di clock richiesi per eseguire una conversione. Errore di guadagno Errori sulla ensione di riferimeno errori sisemaici nella ree di peso Errore di offse offse degli operazionali di uscia correne di perdia degli inerruori Errori di nonlinearià nonlinearià del / issing code: nonmonooniciá del / C 4 22 C Esempio di / inegrao / per applicazioni elecom Conversione di segnale direamene da RF Parameri significaivi dinamica (risoluzione) linearià banda a piena poenza dinamica priva di spurie (FR) 4 22 C C Page 7 22 C 7

8 ommario lezione C3 Prossima lezione (C4) Converiori /, classificazione errori (lineari, nonlin, dinamici) definizione dei parameri: complessià e velocià classificazione delle sruure odulo /H principio di funzionameno idenificazione delle fasi errori nelle 4 fasi Esempi di converiori / parameri di confrono flash, app successive, residui Circuii /H esempi di circuii nalisi di daa shee ruure pipeline Riferimeni nel eso Circuii di sample/hold C C Page 8 22 C 8