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Confronto tra diverse tipologie di ADC Folding
Relatore: Ing. Fabio Leccese Laureando: Stefano Cash 417769
Università degli Studi di Roma Tre
Facoltà di Ingegneria
Corso di laurea in Ingegneria Elettronica
Anno accademico 2010/2011
Il mondo Analogico
Il mondo Digitale
V1
V2
Le grandezze analogiche e le grandezze digitali
DAC ADC
29/02/2012 2 Confronto tra diverse tipologie di ADC
Folding
Il convertitore ADC Flash a 3 bit
Convertitore Flash ad “n” bit
2n – 1 Comparatori
Alta velocità
Alti consumi
29/02/2012 3 Confronto tra diverse tipologie di ADC
Folding
Il convertitore ADC Two-Step ad 8 bit
Basso numero di Comparatori
Bassa velocità Consumi intermedi
29/02/2012 4 Confronto tra diverse tipologie di ADC
Folding
Il convertitore ADC Folding
Bassi consumi Basso numero di Comparatori
Buone velocità
29/02/2012 5 Confronto tra diverse tipologie di ADC
Folding
La pre-elaborazione analogica
29/02/2012 6 Confronto tra diverse tipologie di ADC
Folding
USC
ITA
ING
RES
SO
Fattore di Folding = 4
La pre-elaborazione analogica
Utilizzando un fattore di Folding pari a QUATTRO abbiamo ottenuto QUATTRO tagli dello zero
29/02/2012 7 Confronto tra diverse tipologie di ADC
Folding
Esempio di ADC Folding a 3 bit
MSB
LSB
BIT2
ING
RES
SO
USC
ITA
29/02/2012 8 Confronto tra diverse tipologie di ADC
Folding
Due blocchi folder
Fattore di Folding = 4
Analisi del convertitore
29/02/2012 9 Confronto tra diverse tipologie di ADC
Folding
MSB
LSB
BIT2
2n/f
blocchi folder
2n/f Comparatori
2n/f - 1
porte XOR
Confronto tra ADC Flash ed ADC Folding
0
5
10
15
20
25
Flash
Folding
0
100
200
300
400
500
600
Flash
Folding
8 bit 3 bit
29/02/2012 10 Confronto tra diverse tipologie di ADC
Folding
n = Risoluzione
f = Fattore di Folding
L’Interpolazione
29/02/2012 11 Confronto tra diverse tipologie di ADC
Folding
Senza Interpolazione Con Interpolazione
L’Interpolazione IN
GR
ESSO
USC
ITA
29/02/2012 12 Confronto tra diverse tipologie di ADC
Folding
Fattore di Folding = 4
L’Interpolazione
29/02/2012 13 Confronto tra diverse tipologie di ADC
Folding
A partire da DUE BLOCCHI folder si sono ottenute CINQUE CURVE totali grazie ad un fattore di interpolazione pari a
due ed ad un amplificatore invertente
Esempio di ADC Folding con Interpolazione a 5 bit
ING
RES
SO
USC
ITA
29/02/2012 14 Confronto tra diverse tipologie di ADC
Folding
Analisi del convertitore
29/02/2012 15 Confronto tra diverse tipologie di ADC
Folding
Confronto tra ADC Folding e ADC Folding con Interpolazione
0
10
20
30
Senza Interpolazione
Con Interpolazione
0
500
Senza Interpolazione
Con Interpolazione
8 bit 3 bit
0
1000
2000
3000
4000
5000
3 bit 4 bit 8 bit
Flash
Folding
Folding con Interpolazione
Risoluzione
29/02/2012 16 Confronto tra diverse tipologie di ADC
Folding
Potenza dissipata (mW)
Livello di progettazione
29/02/2012 17 Confronto tra diverse tipologie di ADC
Folding
Minore è il valore del fattore di interpolazione
maggiore sarà la banda passante disponibile.
Maggiore è il valore del fattore di folding e minori saranno i
Comparatori necessari e di conseguenza i consumi.
La larghezza della banda passante e quindi la velocità sono
inversamente proporzionali proprio al fattore di folding, per cui va
scelto con attenzione.
Per realizzare convertitori ad alta risoluzione è necessario utilizzare più
blocchi di conversione in cascata.
Conclusioni
29/02/2012 18 Confronto tra diverse tipologie di ADC
Folding
I convertitori folding permetto di realizzare una conversione più rapida
rispetto ai two-step poiché i bit più e meno significativi vengono
realizzati in parallelo e non in serie.
Migliorando la qualità dei transistor e la corrispondenza tra i diversi
stadi del convertitore è possibile ridurre i rumori e le distorsioni.
I convertitori folding riducendo il numero di comparatori occupano
un’area inferiore e si ottengono vantaggi nelle tecnologie integrate.
L’interpolazione consente principalmente un risparmio
di resistenze e transistor.
Grazie per l’attenzione
