|
nedoPC.orgElectronics hobbyists community established in 2002 |
|
Эксперименты с АЦП/ЦАП от Андрея Куликова
Author |
Message |
AndrejKulikov
Banned
Joined: 07 Mar 2018 23:17 Posts: 315 Location: Россия, Москва
|
Ниже приведён снимок модели троичного инвертирующего полностью последовательного Фибоначчи-АЦП прямого преобразования Куликова-Prinn'а с Фибоначчи-ЦАПом, описанного в статье "Фибоначчи-АЦП-ЦАП Куликова-Prinn'а прямого преобразования, полностью последовательный, однополярный, 6-ти вольтный, 4-х тритный" (там же можно скачать и код модели), в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator: Открыть онлайн HTML5-версию симулятора электронных схем Circuit Simulator с загруженным кодом модели.Самый экономичный по аппаратным затратам из всех АЦП прямого преобразования, кроме полностью последовательного АЦП прямого преобразования Prinn'а и полностью последовательного Фибоначчи-АЦП прямого преобразования Куликова-Prinn'а, полностью последовательный троичный Фибоначчи-АЦП прямого преобразования с Фибоначчи-ЦАПом ( All-Serial Fibonacci-ADC-DAC), описанный в http://andserkul.narod.ru/ADC_Direct_Convertion_All-Sequential_2-trit.pdf и построенный исходя из других принципов, чем принципы схемы Prinn'а [ "Simple a-to-d converter", A. E. Prinn. WIRELESS WORLD. MAY, 1981, p.60.]: 4-х тритный троичный АЦП соответствует 4*ln3/ln2= 6,339... битному двоичному АЦП. Время полного преобразования равно (2n-1)dt=(2*4-1)= 7dt, где n - число каскадов (разрядов) АЦП, а dt - типовое время задержки в одном ОУ. Триты двухбитные "градусниковые" ("термометрические") (00,01,11)=(0,1,2)=(-1,0,+1)=(-,0,+)=(-0+)=(Negativ,Zero,Positiv)=(NZP).Открыть онлайн HTML5-версию симулятора электронных схем Circuit Simulator с загруженной моделью.Троичный полностью последовательный Фибоначчи-АЦП-ЦАП прямого преобразования Куликова, двухполярный, +/- 15-Вольт, 4-х тритный, версия с аналоговыми ключами.Открыть онлайн HTML5-версию симулятора электронных схем Circuit Simulator с загруженной моделью.
Last edited by AndrejKulikov on 20 May 2018 12:14, edited 45 times in total.
|
08 Mar 2018 00:22 |
|
|
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22770 Location: Silicon Valley
|
Мой вариант ещё в 2006 году появился:
|
08 Mar 2018 18:33 |
|
|
AndrejKulikov
Banned
Joined: 07 Mar 2018 23:17 Posts: 315 Location: Россия, Москва
|
Троичный полностью последовательный Фибоначчи-АЦП прямого преобразования Шабаршина с Фибоначчи-ЦАПом, двухполярный, +/- 10 Вольт, 3-х тритный, в симуляторе электронных схем Circuit Simulator v1.6i: 3-х тритный троичный АЦП соответствует 3*ln3/ln2= 4,75... битному двоичному АЦП. Время полного преобразования равно (3n-1)dt=(2*3-1)= 8*dt, где n - число каскадов (разрядов) АЦП, а dt - типовое время задержки в одном ОУ. Количество ОУ - 4 на один разряд и 2 в последнем разряде. Задержка на разряд равна 3*dt, где dt - время задержки в одном ОУ. Сдвигатель уровня на диодах создаёт не очень точные напряжения сдвига для деления проходной характеристики на три равные части, что приводит к неравным уровням делённой проходной характеристики и обрезанию входного сигнала при амплитуде входного сигнала выше 10 Вольт. Код модели троичного полностью последовательного АЦП прямого преобразования Шабаршина ( 3-тритного варианта) в симуляторе электронных схем Circuit Simulator v1.6i для проверки нужно ли его строить в железе: По проходным характеристикам троичных АЦП видно, что напряжения сдвига вырабатываемые сдвигателем напряжения на диодах в схеме Шабаршина не очень точны и части линейнонарастающего напряжения на входе на выходе сдвинуты по высоте.
Last edited by AndrejKulikov on 15 May 2018 12:37, edited 8 times in total.
|
01 Apr 2018 08:28 |
|
|
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22770 Location: Silicon Valley
|
Остаётся вопрос - а причём тут Фибоначчи?...
|
01 Apr 2018 08:47 |
|
|
AndrejKulikov
Banned
Joined: 07 Mar 2018 23:17 Posts: 315 Location: Россия, Москва
|
Троичный Фибоначчи-ЦАП на резисторной матрице напряжений 3R-4R(с терминатором 6R) является электронным подобием весов с двумя чашами из известной задачи Баше-Менделеева, впервые сформулированной и решённой Фибоначчи, в которой гири (напряжения) можно класть на обе чаши весов. Напряжения с "+" - подобны гирям на одной чаше весов, напряжения с "-" подобны гирям на другой чаше весов. Такое электронное подобие весов (троичный ЦАП на резисторной матрице напряжений 3R-4R(6R)) управляется 2-х битным "термометрическим" ("градусниковым") троичным кодом 2B BCT с кодированием (00,01,11)=(0,1,2)=(-1,0,+1)=(-,0,+). Таким образом троичные АЦП с выходным кодом с 2-х битным "термометрическим" ("градусниковым") троичным кодом 2B BCT с кодированием (00,01,11)=(0,1,2)=(-1,0,+1)=(-,0,+) также являются Фибоначчи-АЦП.
Last edited by AndrejKulikov on 02 May 2018 08:59, edited 2 times in total.
|
01 Apr 2018 09:24 |
|
|
AndrejKulikov
Banned
Joined: 07 Mar 2018 23:17 Posts: 315 Location: Россия, Москва
|
Девятирично-Троичный полностью параллельный Фибоначчи-АЦП прямого преобразования ( NonaryTernary Flash Fibonacci-ADC) с преобразователем восьмибитного двоичноединичнокодированного девятиричного (8-bit BinaryUnaryCoded Nonary, 8B BUC N, "термометрического", ("градусникового")) кода в два трита в двухбитном двоичноединичнокодированном троичном (2-bit BinaryUnaryCodedTernary, 2B BUCT, "двухпроводном") коде, в котором (00,01,11)=(0,1,2)=(-1,0,+1)=(-,0,+), на логических элементах "исключающее ИЛИ" (XOR), однополярный, 2-х тритный, c 2-х тритным Фибоначчи-ЦАПом на резисторной матрице напряжений 3R-4R(с терминатором 6R) и c неинвертирующим усилителем в 1,8 раза на ОУ с коэффициентом усиления К=1.8, описанный в http://andserkul.narod.ru/ADC_Direct_Convertion_All-Parallel-Flash-2-trit.pdf, в симуляторе электронных схем Поля Фальстада Circuit Simulator v1.6i : 2-х тритный троичный АЦП соответствует 2*ln3/ln2= 3,16... битному двоичному АЦП. Время полного преобразования приблизительно равно 3dt, где dt - типовое время задержки в одном ОУ и в одном логическом элементе. Код модели в симуляторе электронных схем Поля Фальстада Circuit Simulator v1.6i:
Last edited by AndrejKulikov on 15 May 2018 12:39, edited 13 times in total.
|
13 Apr 2018 04:30 |
|
|
AndrejKulikov
Banned
Joined: 07 Mar 2018 23:17 Posts: 315 Location: Россия, Москва
|
Девятирично-Троичный 2-х каскадный параллельнопоследовательный Фибоначчи-АЦП прямого преобразования ("поддиапазонный" Фибоначчи-АЦП прямого преобразования, Subranging Direct-Сonversion Fibonacci-ADC, Half-Flash Fibonacci-ADC), однополярный, с троичным 4-х тритным Фибоначчи-ЦАПом на резисторной матрице напряжений 3R-4R(терминатор 6R) с неинвертирующим усилителем на ОУ с коэффициентом усиления 1.8, в симуляторе электронных схем Circuit Simulator (онлайн HTML5-версия): 4-х тритный троичный АЦП соответствует 4*ln3/ln2= 6,33... битному двоичному АЦП. Для полностью параллельного (Flash) АЦП вместо 16-ти компараторов понадобилось бы 3^4-1=81-1= 80 компараторов и логические элементы "исключающее ИЛИ" (XOR) с бОльшим числом входов. Время полного преобразования приблизительно равно 7dt, где dt - типовое время задержки в одном ОУ и в одном логическом элементе. Код модели в симуляторе электронных схем Circuit Simulator (онлайн HTML5-версия):
Last edited by AndrejKulikov on 15 May 2018 12:40, edited 9 times in total.
|
13 Apr 2018 11:50 |
|
|
AndrejKulikov
Banned
Joined: 07 Mar 2018 23:17 Posts: 315 Location: Россия, Москва
|
Девятирично-Троичный 3-х каскадный, 6-ти тритный, 3^6=729 уровневый, параллельнопоследовательный Фибоначчи-АЦП прямого преобразования ("поддиапазонный" Фибоначчи-АЦП прямого преобразования, Subranging Direct-Сonversion Fibonacci-ADC), однополярный, с троичным 6-ти тритным Фибоначчи-ЦАПом на резисторной матрице напряжений 3R-4R(терминатор 6R) с неинвертирующим усилителем на ОУ с коэффициентом усиления 1.8, в симуляторе электронных схем Circuit Simulator (онлайн HTML5-версия): 6-ти тритный троичный АЦП соответствует 6*ln3/ln2= 9,50... битному двоичному АЦП. Для полностью параллельного (Flash) АЦП вместо 24-х компараторов понадобилось бы 3^6-1=729-1= 728 компараторов и логические элементы "исключающее ИЛИ" (XOR) с бОльшим числом входов. Время полного преобразования приблизительно равно 11dt, где dt - типовое время задержки в одном ОУ и в одном логическом элементе. Код модели в симуляторе электронных схем Circuit Simulator (онлайн HTML5-версия):
Last edited by AndrejKulikov on 15 May 2018 12:42, edited 7 times in total.
|
14 Apr 2018 03:34 |
|
|
AndrejKulikov
Banned
Joined: 07 Mar 2018 23:17 Posts: 315 Location: Россия, Москва
|
Девятирично-Троичный 4-х каскадный, 8-ми тритный, 3^8=6561 уровневый, параллельнопоследовательный Фибоначчи-АЦП прямого преобразования ("поддиапазонный" Фибоначчи-АЦП прямого преобразования, Subranging Direct-Сonversion Fibonacci-ADC), однополярный, с троичным 8-ми тритным Фибоначчи-ЦАПом на резисторной матрице напряжений 3R-4R(терминатор 6R) с неинвертирующим усилителем на ОУ с коэффициентом усиления 1.8, в симуляторе электронных схем Circuit Simulator (онлайн HTML5-версия): 8-ми тритный троичный АЦП соответствует 8*ln3/ln2= 12,67... битному двоичному АЦП. Для полностью параллельного (Flash) АЦП вместо 32-х компараторов понадобилось бы 3^8-1=6561-1= 6560 компараторов и логические элементы "исключающее ИЛИ" (XOR) с бОльшим числом входов. Время полного преобразования приблизительно равно 15dt, где dt - типовое время задержки в одном ОУ и в одном логическом элементе. Код модели в симуляторе электронных схем Circuit Simulator (онлайн HTML5-версия):
Last edited by AndrejKulikov on 15 May 2018 12:43, edited 7 times in total.
|
14 Apr 2018 07:36 |
|
|
AndrejKulikov
Banned
Joined: 07 Mar 2018 23:17 Posts: 315 Location: Россия, Москва
|
Двадцатисемирично-Троичный ( GeptaCozanary-Ternary, ГептаКозанарно-Тернарный) полностью параллельный (флэш) АЦП прямого преобразования в 26-ти битном двоичноединичнокодированном ("термометрическом") двадцатисемиричном (26-bit BinaryUnaryCoded GeptaCozanary, 26B BUC GC) коде с перекодировщиком из 26-ти битного двоичноединичнокодированного ("термометрического") двадцатисемиричного кода в три трита в двухбитном двоичноединичнокодированном троичном (2-bit BinaryUnaryCoded Ternary, 2B BUC T) коде на логических элементах "исключающее ИЛИ" (XOR) с трёхтритным Фибоначчи-ЦАПом на резисторной матрице напряжений 3R-4R(терминатор 6R) и с неинвертирующим усилителем в 1,8 раза на ОУ (по простому двадцатисемиричный параллельный (флэш) Фибоначчи-АЦП, GeptaCozanary Flash Fibonacci-ADC), однополярный, в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator: 3-х тритный троичный АЦП соответствует 3*ln3/ln2= 4,75... битному двоичному АЦП. Время полного преобразования приблизительно равно 3dt, где dt - типовое время задержки в одном ОУ и в одном логическом элементе. Код модели в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Last edited by AndrejKulikov on 27 Jul 2018 23:37, edited 6 times in total.
|
15 Apr 2018 00:01 |
|
|
AndrejKulikov
Banned
Joined: 07 Mar 2018 23:17 Posts: 315 Location: Россия, Москва
|
Двадцатисемирично-Троичный двухкаскадный ( двухразрядный двадцатисемирично-троичный, двухдвадцатисемирично-троичный, TwoGeptaCozanary-Ternary, ДвухГептаКозанарно-Тернарный) параллельно последовательный (Subranging, "поддиапазонный", Half-Flash) Фибоначчи-АЦП прямого преобразования шеститритный с тритами в двухбитном двоичноединичнокодированном троичном (2-bit BinaryUnaryCodedTernary, 2B BUCT) коде с шеститритным Фибоначчи-ЦАПом на резисторной матрице напряжений 3R-4R(терминатор 6R) и с неинвертирующим усилителем в 1,8 раза на ОУ, однополярный, в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator: 6-ти тритный троичный АЦП соответствует 6*ln3/ln2= 9,50... битному двоичному АЦП. Для полностью параллельного (Flash) АЦП вместо 52-х компараторов понадобилось бы 3^6-1=729-1= 728 компараторов и логические элементы "исключающее ИЛИ" (XOR) с бОльшим числом входов. Время полного преобразования приблизительно равно 7dt, где dt - типовое время задержки в одном ОУ и в одном логическом элементе. Код модели в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Last edited by AndrejKulikov on 15 May 2018 12:45, edited 6 times in total.
|
15 Apr 2018 07:01 |
|
|
AndrejKulikov
Banned
Joined: 07 Mar 2018 23:17 Posts: 315 Location: Россия, Москва
|
Троичный, самый экономичный по аппаратным затратам в мире и его окрестностях в категории АЦП прямого преобразования, полностью последовательный Фибоначчи-АЦП прямого преобразования с Фибоначчи-ЦАПом, двухполярный, 8-ми тритный, 3-х вольтный, в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator: 8-ми тритный троичный Фибоначчи-АЦП соответствует 8*ln3/ln2= 12,67... битному двоичному АЦП. Для полностью параллельного (Flash) троичного Фибоначчи-АЦП вместо 16-ти компараторов понадобилось бы 3^8-1=6561-1= 6560 компараторов. 8-мь двоичноединичнокодированных (2-bit BinaryUnaryCodedTernary, 2B BUCT, "двухпроводных") тритов очень удобно помещаются в два байта. Время полного преобразования равно (2n-1)dt=(2*8-1)dt= 15*dt, где n - количество каскадов (разрядов) АЦП, а dt - типовое время задержки в одном ОУ компараторов и совмещённых "неинвертирующих вычитателей-усилителей на 3". Ассортимент используемых в полностью последовательном Фибоначчи-АЦП (All-Serial Fibonacci-ADC) элементов равен трём: ОУ в компараторах и "объединённых вычитателях-умножителях на 3" - 23шт. и резисторы номиналов 3R - 35шт. и R - 7шт.. В отличие от полностью параллельных АЦП прямого преобразования (Flash ADC), в которых весь диапазон входных напряжений делится входным делителем напряжений на n мелких поддиапазонов и компаратор работает в этом маленьком диапазоне входных напряжений, что требует очень высокоточных компараторов с очень большим коэффициентом усиления и с высоким разрешением, в полностью последовательных АЦП (All-Serial ADC) компараторы работают с диапазоном входных напряжений почти равным полному размаху напряжений питания компараторов, что позволяет применять менее точные и более дешёвые компараторы с меньшим коэффициентом усиления и меньшим разрешением, а усиление, как увеличение в микроскопах, происходит в "объёдинённых вычитателях-умножителях на 3". В оптике это подобно применению вместо связки огромного множества микроскопов для каждого рассматриваемого участка входного изображения (огромному делителю напряжения с огромным количеством компараторов) одного микроскопа с системой наведения микроскопа на требуемый участок изображения (каскадного включения простых делителей напряжения, компараторов, схем сдвига напряжения и "объединённых вычитателей-умножителей напряжения на 3"), при этом самые высокоточные (прецизионные) ОУ требуются только в наименее значащем разряде, в остальных каскадах-разрядах требуемая точность ОУ возрастает покаскадно (поразрядно). Код модели в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Last edited by AndrejKulikov on 15 May 2018 12:46, edited 4 times in total.
|
15 Apr 2018 18:45 |
|
|
AndrejKulikov
Banned
Joined: 07 Mar 2018 23:17 Posts: 315 Location: Россия, Москва
|
Троичный полностью последовательный Фибоначчи-АЦП прямого преобразования (All-Serial Direct Convertion Fibonacci-ADC), биполярный 16-ти тритный, 3-х вольтный, с Фибоначчи-ЦАПом в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator: 16-ти тритный троичный АЦП соответствует 16*ln3/ln2= 25,35... битному двоичному АЦП. Для полностью параллельного (Flash) троичного Фибоначчи-АЦП вместо 32-х компараторов понадобилось бы 3^16-1=43046721-1 = 43 046 720 компараторов. 16-ть "двухпроводных" тритов очень хорошо помещаются в 4 байта. Время полного преобразования равно (2n-1)dt=(2*16-1)dt= 31dt, где n - количество каскадов (разрядов) АЦП, а dt - типовое время задержки в одном ОУ компараторов и совмещённых "неинвертирующих вычитателей-усилителей на 3". Код модели в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Last edited by AndrejKulikov on 15 May 2018 12:48, edited 6 times in total.
|
15 Apr 2018 23:39 |
|
|
AndrejKulikov
Banned
Joined: 07 Mar 2018 23:17 Posts: 315 Location: Россия, Москва
|
Девятирично-Троичный полностью параллельный (Flash) Фибоначчи-АЦП с преобразователем одного нонита в 8-ми битном "градусниковом" девятиричном коде в два 2-х битных трита в "двухпроводном" троичном коде с Фибоначчи-ЦАПом, однополярный, 2-х тритный, с 3-х вольтными ОУ и с 3-х вольтными логическими элементами и, поэтому, без выходного неинвертирующего усилителя на ОУ, в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator: 2-х тритный троичный АЦП соответствует 2*ln3/ln2= 3,16... битному двоичному АЦП. Время полного преобразования приблизительно равно 2dt, где dt - типовое время задержки в одном ОУ и в одном логическом элементе. На самом деле время задержки в КМОП логических элементах значительно меньше времени задержки в ОУ компараторов. Одновходовые повторители (логические элементы "ДА", "YES") выравнивают времена задержек в обоих тритах, что устраняет "риски" и "гонки" в следующих каскадах из-за "рисок". Код модели в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Last edited by AndrejKulikov on 15 May 2018 12:49, edited 4 times in total.
|
16 Apr 2018 06:40 |
|
|
AndrejKulikov
Banned
Joined: 07 Mar 2018 23:17 Posts: 315 Location: Россия, Москва
|
Двадцатисемирично-Троичный полностью параллельный Фибоначчи-АЦП прямого преобразования с троичным 3-х тритным троичным Фибоначчи-ЦАПом с преобразователем одного 26-ти битного гептакозанарита в "градусниковом" коде в три 2-х битных трита в "двухпроводном" коде на логических элементах "исключающее ИЛИ" (XOR), с 3-х вольтными компараторами и с 3-х вольтными логическими элементами, что позволяет исключить неинвертирующий усилитель на ОУ на выходе 3-х тритного троичного Фибоначчи-ЦАПа и тем самым повысить быстродействие, однополярный, 3-х тритный в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator: 3-х тритный троичный АЦП соответствует 3*ln3/ln2= 4,75... битному двоичному АЦП. Время полного преобразования приблизительно равно 2dt, где dt - типовое время задержки в одном ОУ компараторов и в одном логическом элементе. На самом деле время задержки в логических КМОП-элементах значительно меньше времени задержки в ОУ компараторов. Код модели в онлайн HTML5-версии симулятора электронных схем Circuit Simulator:
Last edited by AndrejKulikov on 15 May 2018 12:50, edited 3 times in total.
|
16 Apr 2018 11:51 |
|
|
Who is online |
Users browsing this forum: No registered users and 1 guest |
|
You cannot post new topics in this forum You cannot reply to topics in this forum You cannot edit your posts in this forum You cannot delete your posts in this forum You cannot post attachments in this forum
|
|