同步脉宽调制式高分辨力ADC研究

同步V/F转换器由于其输出频率的相位调制特性，以及输出频率上限的限制，影响了其分辨力的进一步提高。采用电荷平衡与双斜式原理相结合的同步V/F转换技术，可提高其分辨力。该文提出一种基于双比较器定电压的同步脉宽调制新技术，在定电压积分的基础上，通过较高的同步时钟脉冲自动“微调”积分时间，实现了一个周期内电荷的充分平衡。通过多周期测量，实现了各周期内电荷动态平衡调节效果。经实验验证和测试表明，分辨力达5位，最小二乘法拟合线性度优于0.005%。It  is  difficult  to  elevate  resolution  higher  for  Synchronous  Voltage-to-Frequency  Converter  (SVFC)  since  its  phase  modulation  characteristic  and  the  restrict  of  output  frequency  upper  limit.  There  are  some  approaches  to  elevate  its  resolution  higher,  for  example,  taking  the  technique  of  integrating  charge  balancing  and  slope  voltage  integral.  In  this  paper,  a  novel  principle  and  implementation  technology  based  on  synchronous  Pulse-Width-Modulation  (SPWM)  mode  via  dual  comparators  for  integral  is  brought  forward.  Its  basic  principle  is  charge  balancing  enough  within  one  period  via  integral  between  two  reference  levels,  and  the  integral  time  can  be  fine  adjusted  by  higher  frequency  synchronous  clock.  Moreover,  charge  balancing  can  be  dynamicly  adjusted  within  gate  time  by  multi-periods  synchronous  measurement  method.  Verifying  test  indicates  that  its  resolution  is  better  than  5  digits,  and  linearity  referenced  to  Method  of  Least  Square  better  than  0.005%.