Flash ADC

Juga disebut paralel Konverter A/D, rangkaian ini adalah yang paling sederhana untuk dipahami. Ini dibentuk dari serangkaian komparator, masing-masing membandingkan sinyal input dengan tegangan referensi yang unik. Output komparator terhubung ke input dari rangkaian encoder prioritas, yang kemudian menghasilkan output biner. Ilustrasi berikut menunjukkan rangkaian ADC flash 3-bit:

V_referensi adalah tegangan referensi stabil yang disediakan oleh pengatur tegangan presisi sebagai bagian dari rangkaian konverter, tidak ditunjukkan dalam skema. Karena tegangan input analog melebihi tegangan referensi pada setiap komparator, output komparator akan secara berurutan jenuh ke keadaan tinggi. Encoder prioritas menghasilkan angka biner berdasarkan input aktif orde tertinggi, mengabaikan semua input aktif lainnya.

Saat dioperasikan, flash ADC menghasilkan output yang terlihat seperti ini:

Untuk aplikasi khusus ini, encoder prioritas reguler dengan semua kerumitan bawaannya tidak diperlukan. Karena sifat dari status keluaran komparator sekuensial (setiap komparator jenuh "tinggi" secara berurutan dari terendah ke tertinggi), efek "pemilihan input orde tertinggi" yang sama dapat diwujudkan melalui satu set gerbang Exclusive-OR, memungkinkan penggunaan encoder non-prioritas yang lebih sederhana:

Dan, tentu saja, rangkaian encoder itu sendiri dapat dibuat dari matriks dioda, yang menunjukkan betapa sederhananya desain konverter ini:

Konverter flash tidak hanya yang paling sederhana dalam teori operasional, tetapi juga yang paling efisien dari teknologi ADC dalam hal kecepatan, yang dibatasi hanya pada komparator dan delay propagasi gerbang. Sayangnya, ini adalah komponen yang paling intensif untuk sejumlah bit keluaran tertentu.

ADC flash tiga bit ini membutuhkan tujuh komparator. Sebuah versi empat-bit akan membutuhkan 15 pembanding. Dengan setiap bit keluaran tambahan, jumlah komparator yang dibutuhkan menjadi dua kali lipat.

Mempertimbangkan bahwa delapan bit umumnya dianggap sebagai kebutuhan minimum untuk ADC praktis (perlu 255 pembanding!), metodologi flash dengan cepat menunjukkan kelemahannya. Keuntungan tambahan dari konverter flash, yang sering diabaikan, adalah kemampuannya untuk menghasilkan output non-linear.

Dengan resistor bernilai sama dalam jaringan pembagi tegangan referensi, setiap hitungan biner yang berurutan mewakili jumlah peningkatan sinyal analog yang sama, memberikan respons yang proporsional. Namun, untuk aplikasi khusus, nilai resistor dalam jaringan pembagi dapat dibuat tidak sama.

Ini memberi ADC respons nonlinier khusus terhadap sinyal input analog. Tidak ada desain ADC lain yang mampu memberikan perilaku pengkondisian sinyal ini hanya dengan sedikit perubahan nilai komponen.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Konversi Analog-ke-Digital