TRICONEX 3604E

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亚稳态

　　高速ADC中造成转换错误的一个常见原因是一种称为亚稳态的现象。高速ADC在将模拟信号转换为数字值的不同转换级中往往会使用很多梯形比较器。如果比较器无法确定模拟输入是高于还是低于其参考点时，就会产生可能导致出现错误代码的亚稳态结果。当两个比较器的输入之差幅度非常小或为零时，就可能发生这种情况，此时无法进行正确比较。由于此错误值会沿着流水线传播，因此ADC可能产生重大的转换错误。

　　当差分模拟输入为相对较大的正值或负值时，比较器可以快速计算出差值并给出明确决定。当差分值很小或为零时，比较器做出决定所需的持续时间会长很多。如果在此决定点之前比较器输出锁存，则将产生亚稳态结果。

　　图1. 此基本梯形比较器设计给出了比较器决定点的转换故障概率性点（亚稳态）。假设AIN = VA，中间的比较器可能无法在有限转换时间内分辨稳定的输出，导致位［1］和位［0］具有多个可能的错误组合。

　　幸运的是，有些设计方案可以减轻这个问题。首先，zui显而易见的方法是将比较器的不确定范围设计地非常小，迫使比较器在可能的zui大模拟输入条件范围内做出准确决定。不过，这可能造成电路功率和设计尺寸增加。