Texas Instruments Application Report SBAA042 "Кодовые схемы, используемые в аналогово-цифровых преобразователях" (перевод)

Взаимные преобразования кодов

АЦП и ЦАПы используют самые разнообразные кодировки и отдельные микросхемы часто предоставляют возможность выбора среди нескольких доступных кодовых схем. Тем не менее, притом что в промышленности находят применение все варианты, в конкретной модели преобразователя нужная кодировка может отсутствовать. Эта ситуация не создаёт никаких проблем, так как преобразования между различными кодировками выполняются очень просто, пока они проводятся из биполярной в биполянрую или из униполярной в униполярную. Для любого преобразования достаточно нескольких цифровых инверторов, но в некоторых случаях можно использовать аналоговые компоненты [*4]. Следующие секции группируются в зависимости от вида выполняемого преобразования.

Инверсия всех битов

USB <-> CSB
BOB <-> COB
BTC <-> CTC

CSB является простой инверсией кодировки USB (дополнение до единицы). Также можно выполнить преобразование BOB в COB и BTC в CTC. Взаимные преобразования кодировок униполярных сигналов возможны только цифровым способом. Для биполярных сигналов, кроме того, возможно использование аналоговых компонентов.

Преобразование биполярных кодов аналоговым способом требует одного операционного усилителя, включённого в режиме инвертирующего усилителя с единичным коэффициентом усиления (см. рис. 2). Это ОУ может использоваться в качестве входного буфера для АЦП или выходного для ЦАПа. Некоторые схемы выборки и хранения, например SHC5320, допускают включение с коэффициентом усиления -1, позволяя тем самым с лёгкостью выполнять такие преобразования. Следует помнить, что аналоговый сигнал необходимо суммировать с +VLSB или –VLSB.

Аналоговые преобразования биполярных сигналов достаточно очевидны. Для цифровой конверсии униполярных и биполярных сигналов каждая линия данных должна проходить через отдельный инвертор (см. рис. 1).

АЦП ADC603 и ADC614 позволяют с помощью вывода "выходной инвертор" выбирать BTC или CTC кодировку.

Рисунок 1. Инверсия всех разрядов

Рисунок 2. Аналоговая инверсия сигнала

Инверсия старшего значащего разряда (MSB)

BOB <-> BTC
COB <-> CTC

Превращение BOB в BTC или COB в CTC требует гораздо меньше компонентов. Чтобы выполнить такие (или обратные) преобразования достаточно инвертировать знаковый разряд (MSB) (см. рис. 3).

Рисунок 3. Инверсия старшего разряда (MSB)

16-разрядный АЦП PCM78 фирмы Burr-Brown, разработанный для задач звуковоспроизведения, позволяет выбрать схему BOB или BTC, используя вывод "BOB/BTC select". Внутренний инвертор старшего значащего разряда и, соответственно, выбор кодировки управляется логическим уровнем на этом выводе.

Инверсия всех разрядов, кроме знакового (MSB)

BOB <-> CTC
BTC <-> COB

Преобразование BOB в CTC и BTC в COB требует инверсии всех разрядов кроме знакового, т.е. инвертор на каждой линии данных за исключением самой старшей (см. рис. 4).

Рисунок 4. Инверсия всех разрядов, кроме MSB