Flash ADC

N-разрядный АЦП с флэш-архитектурой.

Тип: SubSystem

Путь в библиотеке:

/Mixed-Signal/ADC/Architectures/Flash ADC

Описание

Блок Flash ADC представляет собой резисторную схему лестничного типа, содержащую 2^N резисторов и 2^N−1 компараторов.

flash adc ru

Опорное напряжение каждого компаратора выше на один наименьший значащий бит (Least Significant Bit, LSB), чем у следующего компаратора в лестничной схеме. В результате, все компараторы ниже определенной точки будут иметь входное напряжение больше опорного напряжения и логический выходной сигнал 1. Все компараторы выше этой точки будут иметь входное напряжение меньше опорного напряжения и логический выходной сигнал 0. Выходные сигналы 2^N−1 компараторов проходят через приоритетный шифратор для получения цифрового выходного сигнала. Эта схема шифрования называется термометрическим кодированием.

Поскольку аналоговый входной сигнал подается на все компараторы одновременно, архитектура блока Flash ADC очень быстрая. Однако аналого-цифровое преобразование (АЦП) имеет низкое разрешение и высокие требования к энергопотреблению из-за большого количества резисторов, необходимых для реализации архитектуры.

Порты

Вход

# analog — аналоговый входной сигнал
скаляр

Details

Аналоговый входной сигнал, заданный как скаляр.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# start — внешний тактовый сигнал начала преобразования
скаляр

Details

Внешний тактовый сигнал начала преобразования, заданный как скаляр. Процесс аналого-цифрового преобразования начинается с восходящего фронта сигнала на порту start.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите флажок Use external start clock.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Выход

# digital — преобразованный цифровой выходной сигнал
скаляр

Details

Преобразованный цифровой выходной сигнал, возвращаемый в виде скаляра.

Типы данных	`Float32`, `Float64`, `Int8`, `Int16`, `Int32`, `UInt8`, `UInt16`, `UInt32`, `Bool`, `Fixed`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# ready — определяет, завершено ли аналого-цифровое преобразование
скаляр

Details

Сигнал, определяющий, завершено ли аналого-цифровое преобразование, возвращаемый в виде скаляра.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

Основные

# Number of bits — количество физических выходных битов

Details

Количество физических выходных битов, заданное как безразмерное положительное целое число в диапазоне [1, 26]. Этот параметр определяет разрешение АЦП.

Значение по умолчанию	`10`
Имя для программного использования	`NBits`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Input range (V) — динамический диапазон АЦП

Details

Динамический диапазон АЦП, заданный как двухэлементный вектор-строка в вольтах.

Значение по умолчанию	`[-1, 1]`
Имя для программного использования	`InputRange`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

Conversion Start Clock

# Use external start clock — возможность подключиться к внешнему тактовому сигналу начала преобразования

Details

Установите этот флажок, чтобы подключиться к внешнему тактовому сигналу начала преобразования. По умолчанию этот флажок установлен.

Значение по умолчанию	`true (включено)`
Имя для программного использования	`external_clock`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Conversion start frequency (Hz) — частота внутреннего тактового сигнала начала преобразования

Details

Частота внутреннего тактового сигнала начала преобразования, заданная как положительный вещественный скаляр в Гц. Этот параметр определяет скорость АЦП.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, снимите флажок Use external start clock.

Значение по умолчанию	`1e-6`
Имя для программного использования	`clock_freq`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

Основные

# Edge trigger type — тип фронта тактового сигнала, запускающий обновление выходного сигнала
Rising edge | Falling edge | Either edge

Details

Тип фронта тактового сигнала, запускающий обновление выходного сигнала:

Rising edge — выходной сигнал обновляется по восходящему фронту тактового сигнала.
Falling edge — выходной сигнал обновляется по спадающему фронту тактового сигнала.
Either edge — выходной сигнал обновляется как по восходящему, так и по спадающему фронту тактового сигнала.

Значения	`Rising edge` \| `Falling edge` \| `Either edge`
Значение по умолчанию	`Rising edge`
Имя для программного использования	`trigger_type`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

Output Options

# Match input scale — возможность наследовать полярность и тип данных выходного сигнала от входного

Details

Возможность наследовать полярность и тип данных выходного сигнала от аналогового входного сигнала АЦП. Если этот флажок установлен, АЦП будет игнорировать параметры Output Polarity и Output data type. Выходной сигнал АЦП будет иметь ту же полярность, что и входной, а тип данных будет Float64.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`match_input_scale`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Output Polarity — определение полярности выходного сигнала АЦП
Auto | Bipolar | Unipolar

Details

Определите полярность выходных данных АЦП:

Auto — минимальное и максимальное значения выходного сигнала определяются полярностью параметра Input range (V).
Bipolar — выходные значения находятся в диапазоне от −2^NBits−1 до 2^NBits−1 − 1.
Unipolar — выходные значения находятся в диапазоне от 0 до 2^NBits−1.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, снимите флажок Match input scale.

Значения	`Auto` \| `Bipolar` \| `Unipolar`
Значение по умолчанию	`Auto`
Имя для программного использования	`output_polarity`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

Details

Определите тип выходных данных АЦП:

Float64;
Float32;
Int8;
Int16;
Int32;
fixdt(0, NBits) — беззнаковые целые числа и типы с фиксированной запятой;
Inherit: Inherit via back propagation.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, снимите флажок Match input scale, а для параметра Output Polarity установите значение Unipolar.

Значения	`Float64` \| `Float32` \| `UInt8` \| `UInt16` \| `UInt32` \| `fixdt(0, NBits)` \| `Inherit: Inherit via back propagation`
Значение по умолчанию	`fixdt(0, NBits)`
Имя для программного использования	`unipolar_dt`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Output data type — определение типа выходных данных АЦП
Float64 | Float32 | Int8 | Int16 | Int32 | fixdt(1, NBits) | Inherit: Inherit via back propagation

Details

Определите тип выходных данных АЦП:

Float64;
Float32;
Int8;
Int16;
Int32;
fixdt(1, NBits) — знаковые целые числа и типы с фиксированной запятой;
Inherit: Inherit via back propagation.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, снимите флажок Match input scale, а для параметра Output Polarity установите значение Bipolar или Auto.

Значения	`Float64` \| `Float32` \| `Int8` \| `Int16` \| `Int32` \| `fixdt(1, NBits)` \| `Inherit: Inherit via back propagation`
Значение по умолчанию	`fixdt(1, NBits)`
Имя для программного использования	`bipolar_dt`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

Основные

# Enable Linearity Impairments — возможность включить искажения линейности в моделировании АЦП

Details

Установите этот флажок, чтобы включить искажения линейности, такие как Offset error и Gain error, в моделировании АЦП. По умолчанию этот флажок снят.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`lin_imp`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

Linearity Impairments

# Offset error — сдвиг шагов квантования на заданное значение

Details

Параметр позволяет сдвигать шаги квантования на определенное значение, заданное как скаляр в %FS, FS или LSB.

Полный диапазон шкалы преобразователя (full scale range of converter) определяется как разница между последним и первым кодом на компенсированной передаточной кривой +0.5 LSB. На компенсированной передаточной кривой +0.5 LSB первый код имеет ширину 0.5 LSB, а последний — 1.5 LSB. Входные значения должны находиться в пределах полного диапазона шкалы преобразователя.

Значение LSB рассчитывается по уравнению

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable Linearity Impairments на вкладке Impairments.

Значение по умолчанию	`3`
Имя для программного использования	`offset_error`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Offset error measurement unit — единицы измерения для сдвига шагов квантования
%FS | FS | LSB

Details

Выберите единицы измерения для значения параметра Offset error: %FS, FS или LSB.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable Linearity Impairments на вкладке Impairments.

Значения	`%FS` \| `FS` \| `LSB`
Значение по умолчанию	`LSB`
Имя для программного использования	`off_err_mu`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Gain error — ошибка наклона передаточной кривой АЦП

Details

Ошибка наклона прямой линии, интерполирующей передаточную кривую АЦП, заданная как скаляр в %FS, FS или LSB.

Значение LSB рассчитывается по уравнению

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable Linearity Impairments на вкладке Impairments.

Значение по умолчанию	`2`
Имя для программного использования	`gain_error`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Gain error measurement unit — единицы измерения для ошибки наклона передаточной кривой АЦП
%FS | FS | LSB

Details

Выберите единицы измерения для значения параметра Gain error: %FS, FS или LSB.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable Linearity Impairments на вкладке Impairments.

Значения	`%FS` \| `FS` \| `LSB`
Значение по умолчанию	`LSB`
Имя для программного использования	`gain_err_mu`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Missing codes — положения неисправных компараторов

Details

Положения неисправных компараторов, заданные как вектор-строка положительных вещественных значений.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable Linearity Impairments на вкладке Impairments.

Значение по умолчанию	`Any[]`
Имя для программного использования	`missing_codes`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

Основные

# Enable Timing Impairments — возможность включить временные искажения в моделировании АЦП

Details

Установите этот флажок, чтобы включить временные искажения, такие как Conversion delay (s), в моделировании АЦП. По умолчанию этот флажок снят.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`time_imp`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

Timing Impairments

# Conversion delay (s) — задержка АЦП

Details

Задержка аналого-цифрового преобразователя, заданная как неотрицательный вещественный скаляр в секундах.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable Timing Impairments на вкладке Impairments.

Значение по умолчанию	`0`
Имя для программного использования	`conversion_delay`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Enable increased buffer size — возможность включить увеличенный размер буфера

Details

Установите этот флажок, чтобы включить увеличенный размер буфера во время моделирования. По умолчанию этот флажок снят.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable Timing Impairments на вкладке Impairments.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`incr_buffer`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Buffer size — количество дополнительных буферных фильтров

Details

Количество дополнительных буферных фильтров, доступных во время моделирования, заданное как положительный вещественный скаляр.

Выбор различных решателей моделирования или выборочных стратегий может изменить количество входных отсчетов, необходимых для получения точной выходной выборки. Установите для этого параметра достаточно большое значение, чтобы входной буфер содержал все необходимые входные отсчеты.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажки Enable Timing Impairments и Enable increased buffer size на вкладке Impairments.

Значение по умолчанию	`100`
Имя для программного использования	`buffer_size`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да