Podręcznik

2.6. Przetwarzanie wieloprzebiegowe

Przetwarzanie wieloprzebiegowe (wielokrokowe, potokowe) występuje w odmianach różniących się liczbą etapów przetwarzania. Na rysunku pokazano przetwarzanie składające się z dwóch etapów.
W pierwszym etapie sygnał wejściowy jest przetwarzany z rozdzielczością n/2 bitową i zapisywany w rejestrze wyjściowym. Jednocześnie wynik przetwarzania jest podawany na przetwornik c/a i odejmowany w drugim etapie od napięcia wejściowego. Wzmacniacz zapewnia pracę przetwornika a/c w pełnym zakresie napięć wejściowych. Wzmocnienie sygnału zależy od rozdzielczości i powinno wynosić 2^n/2 (np. 32 dla przetwornika 10-bitowego, 64 dla 12-bitowego). Uzyskanie wyniku w pełnej rozdzielczości wymaga przesunięcia i zsumowania wyników przetwarzania z obu etapów. Zastosowany w układzie przetwornik cyfrowo-analogowy powinien pracować z rozdzielczością n-bitową. Podobnie jak w przetwornikach równoległych także przetwornik wieloprzebiegowy powinien być poprzedzony układem próbkująco-pamiętającym. Zastosowanie w opisywanym układzie równoległych przetworników o rozdzielczości n/2-bitowej redukuje liczbę komparatorów 2^(n/2)-1 razy (np. dla 12-bitowego przetwornika z 4096 do 128).

Kontynuując podział procesu przetwarzania na etapy można otrzymać przetwornik o rozdzielczości n-bitowej złożony z n przetworników 1-bitowych. Przetwarzanie będzie wówczas realizowane w n krokach (etapach). Strukturę pojedynczego stopnia klasycznego układu przetwornika szeregowego z podwajaniem napięcia przedstawiono na rysunku. 
Przetwornikiem 1-bitowym jest komparator porównujący napięcie w każdym stopniu z napięciem odniesienia U_REF = ½ U_{i max} , gdzieU_{i max} – zakres przetwarzania. Jako przetwornik c/a występuje tutaj klucz załączający napięcie –UREF w zależności od stanu wyjścia komparatora. Czas przetwarzania stanowi sumę czasów propagacji sygnału przez poszczególne stopnie układu (uwzględniając komparator, przełącznik, sumator i wzmacniacz w każdym stopniu).
Metodą umożliwiającą zwiększenie szybkości przetwarzania jest zastosowanie struktury potokowej różniącej się od układu z rysunku umieszczeniem układu S/H w każdym stopniu przetwarzania. Zatem jednocześnie jest przetwarzanych n próbek sygnału wejściowego. Komplikuje się układ wyjściowy, na który musi się składać zestaw rejestrów pamiętających stany wyjść komparatorów po każdym przetworzeniu (wyjście każdego komparatora reprezentuje inny bit z kolejnych próbek sygnału).