Bộ chuyển đổi nhanh (flash converter) là ADC tốc độ cao nhất hiện nay có mặt trên thị trường, nhưng sơ đồ mạch phức tạp hơn các loại khác. Ví dụ một ADC nhanh 6 bit đòi hỏi 63 bộ so sánh tương tự, còn ADC nhanh 8 bit thì con số này lên đến 255, 10 bit thì lên đến 1023. Như vậy số lượng bộ so sánh quá lớn đã giới hạn kích cỡ của ADC nhanh.
Sơ đồ của bộ ADC Flash 3 bit như sau:
Sơ đồ của bộ ADC Flash 3 bit như sau:
ADC nhanh trên có độ phân giải 3 bit. Kích thước bậc thang là 1V. Bộ chia điện thế thiết lập mức quy chiếu cho từng bộ so sánh để có được 7 mức ứng với 1V (trọng số của LSB ), 2V, 3V, …7V (đầy thang).
Đầu vào tương tự VA được nối đến đầu vào còn lại của từng bộ so sánh.
Với VA < 1V thì tất cả đầu ra của bộ so sánh đều lên mức cao. Với VA > 1V thì từ một đầu ra trở lên sẽ xuống mức thấp. Đầu ra của bộ so sánh được đưa vào bộ mã hoá ưu tiên tích cực ở mức thấp, sinh đầu ra ứng với đầu ra có số thứ tự cao nhất ở mức thấp của bộ so sánh. Bảng giá trị như bảng sau:
Đầu vào tương tự VA được nối đến đầu vào còn lại của từng bộ so sánh.
Với VA < 1V thì tất cả đầu ra của bộ so sánh đều lên mức cao. Với VA > 1V thì từ một đầu ra trở lên sẽ xuống mức thấp. Đầu ra của bộ so sánh được đưa vào bộ mã hoá ưu tiên tích cực ở mức thấp, sinh đầu ra ứng với đầu ra có số thứ tự cao nhất ở mức thấp của bộ so sánh. Bảng giá trị như bảng sau:
ADC Flash 3 bit có độ phân giải 1V vì đầu vào tương tự phải thay đổi mỗi lần 1V mới có thể đưa đầu ra số lên bậc kế tiếp. Muốn có độ phân giải tinh hơn thì phải tăng tổng số mức điện thế vào (nghĩa là sử dụng nhiều điện trở chia thế hơn) và tổng số bộ so sánh.
Bộ chuyển đổi nhanh không cần thiết tín hiệu xung nhịp vì tiến trình này xảy ra liên tục. Khi giá trị đầu vào thay đổi thì đầu ra của bộ so sánh sẽ thay đổi làm cho ngõ ra của bộ mã hóa thay đổi theo. Như vậy thời gian chuyển đổi là thời gian cần thiết để xuất hiện một đầu ra số mới đáp lại một thay đổi ở VA. Thời gian chuyển đổi chỉ phụ thuộc vào khoảng trể do truyền của bộ so sánh và bộ mã hóa. Vì vậy mà ADC nhanh có thời gian chuyển đổi vô cùng gắn.
Bộ chuyển đổi nhanh không cần thiết tín hiệu xung nhịp vì tiến trình này xảy ra liên tục. Khi giá trị đầu vào thay đổi thì đầu ra của bộ so sánh sẽ thay đổi làm cho ngõ ra của bộ mã hóa thay đổi theo. Như vậy thời gian chuyển đổi là thời gian cần thiết để xuất hiện một đầu ra số mới đáp lại một thay đổi ở VA. Thời gian chuyển đổi chỉ phụ thuộc vào khoảng trể do truyền của bộ so sánh và bộ mã hóa. Vì vậy mà ADC nhanh có thời gian chuyển đổi vô cùng gắn.
Bước 1: Khởi chạy mạch mô phỏng, quan sát dạng sóng tín hiệu vào tương tự và tín hiệu ra số? Đưa ra nhận xét?
Bước 2: Thiết lập các tần số của tín hiệu vào f = 10 Hz và f = 1kHz. Quan sát tín hiệu ra số? Đưa ra nhận xét và giái thích hiện tượng?
Bước 3: Đối với trường hợp f = 50 Hz, thiết lập giá trị Max Voltage và giá trị DC offset bằng 2V. Quan sát dạng sóng tín hiệu vào, tín hiệu ra số? Đưa ra nhận xét và giải thích hiện tượng?
Bước 4: Đối với trường hợp f = 50 Hz, thiết lập giá trị Max Voltage và giá trị DC offset bằng 8V. Quan sát dạng sóng tín hiệu vào, tín hiệu ra số? Đưa ra nhận xét và giải thích hiện tượng?
Bước 2: Thiết lập các tần số của tín hiệu vào f = 10 Hz và f = 1kHz. Quan sát tín hiệu ra số? Đưa ra nhận xét và giái thích hiện tượng?
Bước 3: Đối với trường hợp f = 50 Hz, thiết lập giá trị Max Voltage và giá trị DC offset bằng 2V. Quan sát dạng sóng tín hiệu vào, tín hiệu ra số? Đưa ra nhận xét và giải thích hiện tượng?
Bước 4: Đối với trường hợp f = 50 Hz, thiết lập giá trị Max Voltage và giá trị DC offset bằng 8V. Quan sát dạng sóng tín hiệu vào, tín hiệu ra số? Đưa ra nhận xét và giải thích hiện tượng?