Структурный метод коррекции нелинейности тракта аналого-цифрового преобразователя : научное издание | Научно-инновационный портал СФУ

Структурный метод коррекции нелинейности тракта аналого-цифрового преобразователя : научное издание

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2020

Идентификатор DOI: 10.18127/j20700970-202003-05

Ключевые слова: аналого-цифровой преобразователь, цифроаналоговый преобразователь, характеристика, квантование, обратная связь, нелинейность, алгоритм, модель, высоколинейная сигнальная функция, analog-to-digital converter (ADC), digital-to-analog converter (DAC), characteristic, quantization, feedback, nonlinearity, algorithm, model, high-line signal function

Аннотация: Постановка проблемы. Метод преобразования системы координат находит широкое применение при исследовании свойств аналого-цифровых преобразователей (АЦП), имеющих строго монотонную характеристику. Однако возможности применения этого метода для вычисления дифференциальной и интегральной нелинейности АЦП, имеющих цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) в контуре обратной связи, изучены недостаточно. Поэтому задача исследования процессов трансформации погрешности узлов ЦАП в характеристику квантования АЦП является актуальной. Цель. Рассмотреть предпосылки для разработки структурного метода коррекции нелинейности тракта АЦП и доказать, что для ЦАП в цепи обратной связи с любым законом распределения погрешности его узлов характеристика квантования АЦП остается монотонной в нестрогом смысле, а именно: в характеристике квантования АЦП допускается выпадение кодовых комбинаций. Результаты. Обоснована возможность применения структурного метода преобразования системы координат для получения высоколинейной сигнальной функции АЦП. Рассмотрена возможность ее использования в качестве контрольного сигнала при коррекции нелинейности выходного тракта. Установлено, что систематическая погрешность разрядных звеньев ЦАП приводит к немонотонности характеристики квантования ЦАП. Показано, что характеристика квантования ЦАП трансформируется в характеристику квантования АЦП и проявляется в ней в виде выпадающих кодовых комбинаций, при этом характеристика квантования АЦП остается монотонно-возрастающей в нестрогом смысле, что позволяет в сочетании со структурным методом преобразования системы координат, обеспечивающим в эквиваленте получение и применение высоколинейной наклонной сигнальной функции, вычислить дифференциальную и интегральную нелинейности характеристик АЦП. Практическая значимость. Обоснование монотонно-возрастающей в нестрогом смысле закономерности в характеристике квантования АЦП независимо от распределения систематической погрешности разрядных звеньев ЦАП позволяет использовать структурный метод преобразования системы координат, обеспечивающий возможность получения высоколинейного наклонного контрольного сигнала, для коррекции нелинейности всего тракта АЦП. Formulation of the problem. The method of coordinate system transformation is widely used in the study of the properties of analog-to-digital converters (ADC) that have a strictly monotonous characteristic. However, the possibilities of using this method to calculate the differential and integral nonlinearity of ADC with a digital-to-analog Converter (DAC) in the feedback loop are not sufficiently studied. Goal. An urgent task is to study the processes of transformation of the error of DAC nodes into the quantization characteristic of ADC, and as a result, to create a prerequisite for the development of a structural method for correcting the nonlinearity of the analog-to-digital Converter. It is necessary to prove that for a DAC in the feedback circuit, with any law of error distribution of its nodes, the quantization characteristic of the ADC remains monotonous in a non-strict sense, namely, in the quantization characteristic of the ADC, code combinations are allowed to fall out. Results. The possibility of using a structural method of coordinate system transformation to obtain a high-line signal function of the ADC is proved. It is shown that it can be used as a control signal for correcting the non-linearity of the output path. It is shown that the systematic error of the DAC bit links leads to non-monotonicity of the DAC quantization characteristic. The characteristic of DAC quantization is transformed into the characteristic of ADC quantization and manifests itself in it in the form of drop-down code combinations, while the characteristic of ADC quantization remains monotonically increasing in a non-strict sense, which allows in combination with the structural method of coordinate system transformation, which provides the equivalent of obtaining and applying a high-linear inclined signal function, to calculate the differential and integral nonlinearity of ADC characteristics. Practical significance. Justification of monotonically increasing in a non-strict sense regularity in the ADC quantization characteristic, regardless of the distribution of the systematic error of the DAC bit links, allows us to use a structural method of coordinate system transformation, which provides the possibility of obtaining a high-linear inclined control signal to correct the nonlinearity of the entire analog-to-digital conversion path.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Нелинейный мир

Выпуск журнала: Т. 18, 3

Номера страниц: 53-61

ISSN журнала: 20700970

Место издания: Москва

Издатель: ООО "Издательское предприятие редакции журнала "Радиотехника"

Авторы

Вхождение в базы данных

Информация о публикациях загружается с сайта службы поддержки публикационной активности СФУ. Сообщите, если заметили неточности.

Вы можете отметить интересные фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.