Podręcznik

2.5. Przetwarzanie równoległe

Największą szybkości działania oferują przetworniki równoległe (czasem używane jest spolszczone określenie nazwy angielskiej – przetworniki fleszowe od flash converter). 
Liczba komparatorów w układzie jest równa 2n, gdzie n jest liczbą bitów przetwornika. Każdy komparator porównuje napięcie wejściowe U_i z jednym z 2n poziomów napięcia odpowiadających wszystkim stanom przetwornika. Określone poziomy napięć progowych dla komparatorów są wytwarzane w układzie precyzyjnego dzielnika napięcia odniesienia U_REF przy wykorzystaniu sieci precyzyjnych rezystorów. Zastosowanie dekodera jest konieczne ze względu na to, że na wyjściu komparatorów pojawia się kod termometryczny np. 0000111. Taki kod jest przetwarzany na kod 1 z n za pomocą funkcji Ex-OR dla sąsiednich bitów. 

Podstawową zaletą metody przetwarzania równoległego jest szybkość przetwarzania. Uzyskanie dużej rozdzielczości wymaga jednak zastosowania dużej liczby komparatorów (np. 1024 dla przetwornika 10-bitowego). Konsekwencją rozbudowy układu jest wzrost poboru mocy i większa wartość pojemności wejściowej układu. Pojemność wejściowa (spowodowana dużą liczbą złącz półprzewodnikowych) ma charakter nieliniowy co powoduje powstanie dynamicznych błędów przetwarzania (przy skończonej impedancji wyjściowej źródła sygnału, na wejściu przetwornika powstaje nieliniowy układ całkujący). Ponadto, z uwagi na szybkość działania, wszystkie komparatory powinny zadziałać w ściśle określonej chwili czasowej, a w dużym układzie zaczyna odgrywać rolę czas propagacji sygnału. Skalę problemu ilustruje spostrzeżenie, że przy przejściu przez 0, wartość chwilowa przebiegu sinusoidalnego o częstotliwości 1GHz, zmienia się o 3% w czasie 10ps. Problem określania chwili czasowej zadziałania komparatorów ma istotne znaczenie w przypadku stosowania techniki przetwarzania z przeplotem. Technika taka pozwala zwiększyć efektywne pasmo przetwarzania przez celowe wprowadzenie przesunięcia w czasie impulsów wyzwalających działanie komparatorów (kolejne próbki sygnału wejściowego są przetwarzane przez inną grupę komparatorów). Praktycznie pozwala to na kilkukrotne zwiększenie pasma przetwarzania przy ograniczeniu rozdzielczości do liczby komparatorów w każdej grupie. Nawet niewielkie opóźnienie w czasie (impulsu wyzwalającego lub sygnału przetwarzanego) może wprowadzić kilku procentowy błąd dynamiczny. Metodą eliminacji wymienionych wad przetworników równoległych jest powszechne stosowanie na wejściu tych przetworników układów próbkująco-pamiętających. Ograniczona rozdzielczość przetworników równoległych zawęża zakres ich stosowania do przyrządów i układów pomiarowych, w których częstotliwość próbkowania jest parametrem o podstawowym znaczeniu. Uzyskanie wysokiej rozdzielczości przy niższej częstotliwości próbkowania jest możliwe w układach o przetwarzaniu wieloprzebiegowym.