SAR-ADC逻辑控制部分详解

直接看电路,看了半天没看懂,发现ppt上有解释,先看一下吧。。。
1、首先分析如下电路
SAR-ADC逻辑控制部分详解_第1张图片
结构较为简单,上面一排是移位寄存器,移位控制信号,控制信号可以令与之对应的寄存器置位,控制前一个信号保存CMP结果,达到一次保存CMP的效果。
条件时CMP必须和第一排的时钟一致。

2、分析异步控制电路
并不知道异步控制电路的原理,ppt上说同步控制信号的脉冲是外部的,和CMP时钟一致。而异步控制电路自己产生控制电路的时钟。同步采样,异步转换。
同时提到了一个multi-phase生成器,生成不同相位的时钟。看看原理:
首先理解一下沿触发脉冲产生电路和单次沿触发脉冲产生电路
SAR-ADC逻辑控制部分详解_第2张图片
电路的原理是利用延时电路产生一个宽度为延时的脉冲,单次的原理是利用了D触发器,Q只能变化一次。接下来看多相时钟:
SAR-ADC逻辑控制部分详解_第3张图片
SAR-ADC逻辑控制部分详解_第4张图片
原理和功能:
f1为低电平时,全部D触发器强制复位,S全部为0,R全部为1
f1位高电平时,RDY产生一个上升沿,D触发器链移位,Sn-1为1,上升沿,其他S为0,
使得Rn-1产生负脉冲,其他R不变,全部为1,
此时AND会产生一个负脉冲,
RDY产生上升沿,再次移位,Sn-2上升沿,R产生负脉冲,其他R不变,
AND产生负脉冲,CKC和RDY产生负脉冲,重复以上过程

产生的CKC时钟,低电平时间由NPG延时决定,高电平时间由D触发器和NPG传输时间决定。
由此达到的效果是,一个f1正脉冲,会自动在CKC产生N个脉冲。

再看另一个电路:
SAR-ADC逻辑控制部分详解_第5张图片
这里的GCNPG是门控单次上升沿触发负脉冲,与上面的那个区别在于移位控制电路的方式不同,这里多了个与门,D触发器之间利用CLK连接,上图用的是D连接。
区别在于参与高频转换的结点较少,功耗低,但多了一个AND门延迟。
至于为什么翻转较小,不细看了。。。。时序也有点麻烦,同样省略。。。

接下来看后面的4bit设计实例:
SAR-ADC逻辑控制部分详解_第6张图片
这里基本应用了上图的原理,一个CMP_RDY信号将会使得比较器不断比较,比较4位。

3、开关控制信号和数据输出详细分析:
看图
SAR-ADC逻辑控制部分详解_第7张图片
ppt上并没有明说这一部分,但是这里大概只涉及到逻辑问题,并不难,现在分析一下:

①数据输出:SYCLK表示一个转换过程完成,即CMP_RDY出现8次负脉冲,然后SYCLK把所有数据锁存进最后一个D触发器。
从第一个模块的TRIG产生负边沿开始,Qn和C产生负边沿,RX处产生负脉冲,此后该D触发器不会再运动,clk信号在一个转换完成之前不会复位。
C传入下一个模块内,C是0,因此CMP_RDY为上升沿时,(即出现比较结果后),经过或非门为下降沿,下一个模块出现同样的过程,不断传递直到最后一个模块,SCLK产生一个上升沿,表示全部位都比较完成。
C的下降脉冲会把Q保存进D触发器,在未到该模块作用时,没有TRIG也就没有C,Q不进入该触发器
到达该模块时,出现TRIG和C的边沿变化,Q进入该触发器
经过该模块后,TRIG处的边沿存在,但触发器未复位,也就不会有变化和边沿,Q不进入该触发器

②开关控制信号:这里是组合逻辑,未到此位、到达此位、经过此位、都有不同的状态和逻辑。

转换过程中,SYCLK一直是低电平,直到转换完成会出现上升沿,C在轮到该模块时会出现下降沿。
于是对于开关控制部分:
SAR-ADC逻辑控制部分详解_第8张图片
在没轮到该模块时,C保持为1,全部开关都为1
轮到该模块时,C出现下降沿,Q锁存进D触发器,此时Q决定了开关输出。
经过该模块后,因为Q和C都不变,开关控制不变。直到SCLK出现将开关全部置1。但在这之前数据D已经保存进最后的触发器中。

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