Parallelumsetzer

Bei den AD-Wandlern gibt es die unterschiedlichsten Wandlerverfahren, die sich vorwiegend in der Wandlungsgeschwindigkeit und der Auflösung unterscheiden. Parallelumsetzer, auch bekannt als Flash-Wandler, sind A/D-Wandler mit bitparalleler Umsetzung. Gegenüber anderen Verfahren wie der sukzessiven Approximation (SAR) haben sie den Vorteil, dass sie wesentlich schneller arbeiten und nur ein Taktsignal für die Umsetzung benötigen.


Parallelumsetzer bestehen aus vielen Komparatoren und einer entsprechenden Anzahl an Spannungsteilern. Die Eingangsspannung wird an alle Komparatoren gelegt. An den zweiten Eingang der Komparatoren wird die jeweils aus dem Spannungsteiler abgeleitete Referenzspannung gelegt. Bei einem Dualcode von 3 Bit, muss der Eingangsspannungsbereich in 2exp3, also 8 Quantisierungsintervalle aufgeteilt werden. Dazu sind sieben Komparatoren und Spannungsteiler erforderlich. Die Logikpegel der Komparatoren werden durch Codeumwandlung in die Zahl "3" umcodiert, bevor sie in den Binärcode gewandelt werden.

Aufbau eines Parallelumsetzers mit drei Bit Auflösung

Aufbau eines Parallelumsetzers mit drei Bit Auflösung

Die Anzahl der Komparatoren und der Spannungsteiler ist abhängig von der Auflösung des Parallelumsetzers und errechnet sich aus 2exp2-1. Ein D/A-Wandler mit einer Auflösung von 5 Bit besteht somit aus 31 Komparatoren, einer mit 8 Bit Auflösung aus 255 und einer mit 16 Bit aus 65.535 Komparatoren.

Jeder Komparator erhält über die Widerstandmatrix seine eigene Bezugsspannung. Da sich die Genauigkeit der Spannungsteiler unmittelbar auf die Genauigkeit der D/A-Umsetzung auswirkt, übersteigt die Auflösung von Parallelumsetzern, auch als Flash-Konverter bezeichnet, selten mehr als 10 Bit. Dafür ist die Wandlungsgeschwindigkeit sehr hoch, weil für die volle Auflösung nur ein Taktimpuls benötigt wird. Bei jedem Taktsignal wird die analoge Eingangsspannung in ein Digitalsignal mit entsprechender Auflösung (abhängig von der Anzahl der Komparatoren) gewandelt.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Parallelumsetzer
Englisch: parallel converter
Veröffentlicht: 02.02.2014
Wörter: 268
Tags: #Analogschaltungen
Links: A/D (AD-Wandler), Analog, Auflösung, Binärcode, Bit (binary digit)