MDS — это метод повышения производительности цифроаналоговых преобразователей. Его история восходит к ЦАП MMB (Multiple Multi-Bit — Множественный Многобитный) цифрового процессора DC-91, представленного в 1992 году, в котором было большое количество многоразрядных ЦАП, работающих параллельно. Это также послужило основой для разработок MDS+, MDS++, MCS и MCS+.
ЦАП MMB уменьшает ошибки преобразования за счет использования нескольких преобразователей цифро-аналоговых преобразователей, подключенных параллельно. Результатом является более высокий динамический диапазон, лучшая линейность и более низкие гармонические искажения, а также улучшение в других областях.
Рисунок 1.
Принцип MDS++
На рисунке 1 показана структурная схема принципа MMB. Один и тот же цифровой сигнал подается на каждый преобразователь, и аналоговые выходы преобразователей суммируются для получения общего выходного сигнала.
Поскольку выходы преобразователей суммируются, общий выход увеличится в n раз при наличии n преобразователей. Однако ошибки преобразования, возникающие в каждом преобразователе, имеют разные свойства (они не имеют фиксированного соотношения фаз) и, следовательно, не суммируются до n раз. Скорее, коэффициент увеличения ошибки здесь равен квадратному корню из n (√n). С другой стороны, соотношение между уровнем вывода и ошибкой преобразования равно
Основным преимуществом принципа MMB является тот факт, что повышение производительности достигается равномерно по всему рабочему диапазону, независимо от частоты или уровня сигнала. Это решает одну из основных проблем, присущих обычным многоразрядным цифро-аналоговым преобразователям, а именно линейность при очень низких уровнях сигнала.
Рисунок 2.
Улучшение характеристик искажений в соответствии с количеством цифро-аналоговых преобразователей
На рисунке 2 показаны результаты измерения искажений в зависимости от количества цифро-аналоговых преобразователей. Разница, обусловленная большим количеством преобразователей, очевидна. Подобно MMB, принцип MDS (Множественная дельта-сигма) использует несколько преобразователей дельта-сигма, которые работают параллельно. Это приводит к выдающемуся повышению производительности по сравнению с одиночным преобразователем. MDS+ и MDS++ представляют собой последние достижения в развитии принципа MDS. Как показано на рисунке 3, аналоговые выходные сигналы от цифро-аналоговых преобразователей не просто суммируются, а используется оригинальная схема для компонентов сигналов нормальной фазы и обратной фазы. Сумматор напряжения в секции усиления также работает отдельно для нормальной фазы и обратной фазы. Это приводит к распределению и сглаживанию процесса сложения, что обеспечивает превосходную стабильность схемы и чрезвычайно низкий уровень шума.
Рисунок 3.
Принцип работы преобразователя MDS++
Рисунок 4.
Линейность характеристик преобразователя MDS++.
Практически прямая линия обусловлена почти полным отсутствием искажений и шума