Введение

Современные измерительные системы и схемы управления широко используют принцип цифрового преобразования сигналов. Цифровые устройства применяются везде, где требуется высокая точность и хорошая повторяемость преобразований, а результаты должны храниться в течение длительного времени, а также в тех случаях, когда алгоритм преобразования сложен или требуется высокая помехоустойчивость. Поскольку подавляющее большинство сигналов окружающего мира имеет аналоговую природу, сигналы, предназначенные для цифровой обработки, должны быть подвергнуты дискретизации, квантованию и кодированию. И обратно: если на выходе системы требуется получить аналоговый сигнал, то должна быть выполнена операция декодирования и, возможно, интерполяция. Подобные операции выполняются АЦП и ЦАП соответственно, которые могут быть построены на переключаемых конденсаторах.

Первые попытки создания безрезистивных преобразователей были предприняты в середине 1970-х годов. Эти схемы в каком-то смысле были предвестниками широкого распространения схем с переключаемыми конденсаторами, датируемого 1977 г., когда был изготовлен в интегральном исполнении фильтр с переключаемыми конденсаторами. Базовыми элементами для построения АЦП и ЦАП с использованием схемотехники переключаемых конденсаторов являются конденсаторы, матрицы конденсаторов, ключи, ОУ, источники опорного напряжения.

Для управления работой преобразователей на переключаемых конденсаторах применяют многофазные генераторы, сигналы которых могут иметь весьма сложный вид. Применение многофазных генераторов в АЦП обусловлено алгоритмом работы таких преобразователей. Некоторые фазы могут быть использованы для исключения различных паразитных эффектов. Например, МОП ОУ имеет достаточно большое напряжение смещения нуля и температурный дрейф. Поэтому рекомендовано применять схемы с переключаемыми конденсаторами с компенсацией дрейфа.