วิธีที่เร็วที่สุดวิธีหนึ่งในการแปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณดิจิทัลคือการใช้แฟลช ADC ADC ประเภทนี้สามารถแปลงสัญญาณอินพุตที่มีความถี่สูงมากได้ เช่น สัญญาณที่พบในออสซิลโลสโคปที่ทำงานในช่วง GHz อย่างไรก็ตาม แฟลช ADC ไม่สมบูรณ์แบบ เนื่องจากใช้พลังงานมากกว่า ADC อื่นๆ และจำกัดความละเอียดที่ต่ำ โดยปกติไม่เกิน 8 บิต เนื่องจากจำนวนตัวเปรียบเทียบที่จำเป็นสำหรับแฟลช ADC จะเพิ่มขึ้นแบบเอ็กซ์โพเนนเชียลตามจำนวนบิต

สถาปัตยกรรมและส่วนประกอบของแฟลช ADC

สถาปัตยกรรมของ ADC แบบแฟลช N-bit นั้นอิงตามชุดตัวเปรียบเทียบ 2N-1 ที่วัดสัญญาณแอนะล็อกและแปลงสัญญาณดังกล่าวเป็นเอาต์พุตดิจิทัล ตัวเปรียบเทียบแต่ละตัวจะมีแรงดันอ้างอิงเฉพาะตัว แรงดันอ้างอิงจะเพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้นสำหรับตัวเปรียบเทียบแต่ละตัว แรงดันอ้างอิงนั้นสร้างขึ้นโดยเครือข่ายตัวแบ่งตัวต้านทานซึ่งแบ่งแรงดันอ้างอิงออกเป็นขั้นตอนที่เท่ากัน 2N

โดยทั่วไปแล้ว ตัวเปรียบเทียบจะถูกจัดเรียงเป็นชุดของสเตจแบนด์กว้างที่มีอัตราขยายต่ำ ตัวเปรียบเทียบเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดการชดเชยแรงดันไฟฟ้าให้เหลือน้อยที่สุด โดยให้แน่ใจว่าการชดเชยอินพุตสำหรับตัวเปรียบเทียบแต่ละตัวนั้นมีขนาดเล็กกว่า LSB ที่ต้องการของ ADC ซึ่งจะป้องกันไม่ให้การชดเชยของตัวเปรียบเทียบนั้นทริกเกอร์ตัวเปรียบเทียบให้มีค่าลอจิกสูงโดยผิดพลาด (1) เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบแต่ละตัวจะถูกเก็บไว้โดยแลตช์ฟื้นฟูซึ่งมี ฟีดแบ็กเชิงบวก ที่บังคับให้สถานะสุดท้ายถูกกำหนดเป็น 1 หรือ 0 แลตช์ฟื้นฟูนั้นเร็วกว่าสถาปัตยกรรมแบบวงเปิดเนื่องจากฟีดแบ็กเชิงบวก

การทำงานของ Flash-ADC

เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบแต่ละตัวจะเป็น 1 หรือ 0 ขึ้นอยู่กับว่าอินพุตแอนะล็อกจะสูงกว่าหรือต่ำกว่าแรงดันไฟอ้างอิง หากแรงดันไฟของตัวเปรียบเทียบคือ 1 แรงดันไฟของตัวเปรียบเทียบที่ต่ำกว่าทั้งหมดจะเป็น 1 เช่นกัน เนื่องจากอินพุตแอนะล็อกจะสูงกว่าแรงดันไฟอ้างอิงของตัวเปรียบเทียบเหล่านั้นด้วย นั่นคือเหตุผลที่เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบทั้งหมดจึงสร้างรหัสเทอร์โมมิเตอร์ ซึ่งจะถูกถอดรหัสเป็นรหัสไบนารีโดย ตัว เข้ารหัส ลำดับความสำคัญ

จะเห็นได้ว่าการแปลง (การสุ่มตัวอย่างและการหาปริมาณ) เกิดขึ้นที่ขั้นตอนแรกเท่านั้น ตัวเข้ารหัสลำดับความสำคัญเป็นลอจิกแบบผสมซึ่งทำให้เกิดการหน่วงเวลาการแพร่กระจายเท่านั้น นั่นคือเหตุผลที่มันแปลงสัญญาณเป็นดิจิทัลภายในรอบสัญญาณนาฬิกาเดียว อย่างไรก็ตาม ความเร็วนี้มาพร้อมกับการแลกเปลี่ยน เมื่อเปรียบเทียบกับ ADC ประเภทอื่นๆ เช่น ADC แบบประมาณค่าต่อเนื่องหรือ ADC แบบเดลต้าซิกม่า ADC แบบแฟลชจะมีความแม่นยำน้อยกว่า ความคลาดเคลื่อนนี้เกิดจากความจำเป็นในการใช้ตัวเปรียบเทียบและตัวต้านทานจำนวนมากใน ADC แบบแฟลช ซึ่งอาจนำไปสู่ความไม่แม่นยำจากความไม่ตรงกันของส่วนประกอบหรือสัญญาณรบกวน

การใช้งานของ Flash ADC

1. ADC แบบแฟลชเป็นตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิทัลประเภทหนึ่งที่สามารถประมวลผลสัญญาณความถี่สูง เช่น สัญญาณที่ใช้ในเรดาร์ วิทยุ การทดสอบ และระบบออปติคอล
2. นอกจากนี้ยังใช้ใน  ลูปมอดูเลชั่นเดลต้า-ซิกม่า ด้วย
3. ADC แฟลชสามารถจัดเก็บบิตหลายบิตต่อเซลล์ในหน่วยความจำแฟลช NAND ได้โดยใช้ระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน

ข้อเสียของ ADC แบบแฟลช

1. การใช้พลังงาน: ADC แบบแฟลชใช้พลังงานจำนวนมาก ทำให้ไม่เหมาะกับระบบที่ใช้แบตเตอรี่หรือใช้พลังงานต่ำ การลดการใช้พลังงานโดยใช้แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำลงอาจส่งผลต่อช่วงไดนามิก และสถาปัตยกรรมช่วงย่อยอาจช่วยบรรเทาปัญหานี้ได้
2. พื้นที่บนชิป/PCB และข้อกำหนดของส่วนประกอบ: ADC แบบแฟลชต้องใช้ส่วนประกอบมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ ADC ประเภทอื่น ส่งผลให้การออกแบบมีขนาดใหญ่และซับซ้อนมากขึ้น จำนวนตัวเปรียบเทียบเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณตามความละเอียดของ ADC ทำให้การใช้ ADC แบบแฟลชที่มีความละเอียดสูงในพื้นที่จำกัดเป็นเรื่องท้าทาย การใช้สถาปัตยกรรมแบบพับได้สามารถช่วยลดขนาดได้
3. ความละเอียดจำกัด (ข้อผิดพลาด DNL และ INL): ADC แบบแฟลชมีความละเอียดจำกัดเนื่องจากต้องใช้ตัวเปรียบเทียบเพิ่มมากขึ้นตามความละเอียดที่เพิ่มขึ้น ความซับซ้อนนี้จำกัดการใช้งานในแอปพลิเคชันที่ต้องการความละเอียดสูง เช่น เสียงหรือวิดีโอ

‍