Prinsip umum operasi tina ADC

Hayu urang kasampak di rentang utama isu nu bisa attributed kana prinsip tina converters analog-to-digital (ADCs) tina jenis anu béda. Rekening sequential, balancing saterusna - naon perenahna tukangeun kecap ieu? Naon prinsip gawé ti ADC of mikrokontroler nu? Ieu jeung isu sejenna bakal dibahas dina kerangka artikel. Kahiji tilu bakal devoted kana téori umum, sarta subjudul kaopat bakal diajar kumaha aranjeunna jalan. Anjeun tiasa papanggih rupa ADC pustaka jeung DAC istilah. Prinsip operasi sahiji alat ieu rada beda, jadi teu galau aranjeunna. Ku kituna, artikel bakal dianggap konversi sinyal ti analog ka digital, sedengkeun DAC jalan dina arah sabalikna.

panjelasan

Sateuacan tempo prinsip ADC nu, hayu urang manggihan naon alat kasebut. Analog kana converters digital anu alat nu kuantitas fisik dirobah jadi ngagambarkeun numerik pakait. Parameter awal tiasa meta ampir nanaon - ayeuna, tegangan, capacitance, résistansi, rotasi aci, laju pulsa jeung saterusna. Tapi dina raraga mibanda katangtuan, urang bakal bisa dipaké jeung ngan hiji konvérsi. Ieu "sandi tegangan". Pilihan format karya ieu teu kahaja. Sanggeus ADC (prinsip operasi alat ieu) jeung fitur na nu sakitu legana gumantung jenis konsép ukur dipaké. Ieu nujul kana prosés ngabandingkeun hiji nilai tangtu ku standar samemehna ngadegkeun.

ciri ADC

Bit utama bisa disebut, sarta laju konvérsi. Kahiji dinyatakeun dina bit, sarta kadua - di sampel kadua. converters analog-to-digital modéren bisa mibanda 24-bit atawa speed konversi, nu datang ka unit GSPS. Catet yén ADC nu sakaligus bisa nyadiakeun anjeun kalawan ngagunakeun ukur salah sahiji ciri-Na. The gede kinerja maranéhanana, beuki hese digawekeun ku alat, sarta éta leuwih mahal téa. Tapi benefit meureun pikeun ménta kinerja bit jero diperlukeun ku sacrificing laju instrumen.

jenis ADC

Prinsip operasi variasina diantara Grup béda ti nu lian. Anggap we jenis handap:

1. Kusabab konversi langsung.
2. Kalawan pendekatan saterusna.
3. Ku transformasi paralel.
4. Analog-to-digital converter ku muatan balancing (délta-sigma).
5. Integral tina ADC.

Aya loba tipe séjén conveyor sarta digabungkeun, nu mibanda ciri husus sorangan arsitektur béda. Tapi pamadegan sampel nu bakal dianggap kerangka artikel nu dipikaresep lantaran maénkeun peran exemplary dina alat Ecological na spésifisitas misalna. Ku kituna hayu urang nalungtik prinsip ADC, sakumaha ogé gumantungna na dina alat fisik.

analog langsung ka converters digital

Éta geus jadi rada kasohor di 60-70-ies abad panungtungan. Dina wujud sirkuit terpadu dihasilkeun kalayan 80s. Hal ieu kacida basajan, sanajan alat primitif nu teu bisa boast inohong signifikan. kapasitas nyéta ilaharna 6-8 bit, sarta laju jarang ngaleuwihan 1 GSPS.

Prinsip operasi tipe ieu ADC éta dina inputs tambah of comparators sinyal asupan sakaligus. Dina tegangan terminal négatip nyaéta nilai tangtu. Lajeng alat nangtukeun operasi na. Hal ieu dilakukeun berkat tegangan rujukan. Hayu urang nganggap yen urang boga alat mana 8 comparators. Nalika nyoco ½ tina tegangan rujukan diaktipkeun ukur 4 di antarana. The prioritas encoder kabentuk kode biner, nu kaluaran register na latches. kaunggulan na kelemahan relatif bisa disebutkeun yén prinsip ieu operasi ngidinan Anjeun pikeun nyieun alat-speed tinggi. Tapi pikeun ménta panjang kecap required geus ngesang beurat.

Rumus umum pikeun Jumlah comparators nyaéta saperti kieu: 2 ^ N. Dina N perlu pikeun nyimpen Jumlah digit. Ditempo conto saméméhna bisa dipaké deui: 2 ^ 3 = 8. Subtotal pikeun ngurangan katilu kudu jadi 8 comparators. Ieu prinsip nu ADC, anu dijieun mimiti. Teu pohara merenah, jadi salajengna aya arsitéktur lianna.

Analog-to-digital converters, pendekatan saterusna

algoritma "weighting" geus dipaké di dieu. Shorten Alat operasi di prosedur sapertos ieu, disebut saukur jadi tagihan saterusna ADC. Prinsip operasi nyaéta saperti kieu: alat nu diukur ku sinyal input, lajeng eta dibandingkeun jeung angka, nu dihasilkeun nurutkeun prosedur tangtu:

1. Sét mungkin satengah tegangan rujukan.
2. Lamun wates gedena sinyal nungkulan lalampahan №1, mangka dibandingkeun sareng jumlah nu perenahna midway antara nilai sésana. Ku kituna, dina hal urang dinya bakal ¾ tina tegangan rujukan. Lamun sinyal rujukan ragrag pondok tina inohong ieu, ngabandingkeun teh bakal dilakukeun kalawan bagian sejen tina interval ku prinsip nu sarua. Dina conto ieu, ¼ tina tegangan rujukan.
3. Hambalan 2 kudu terus-terusan n kali, anu bakal masihan urang N bit sahiji hasilna. Ieu alatan ngalaksanakeun angka N of babandinganana.

Prinsip ieu aparat nu ngamungkinkeun pikeun ménta kalayan relatif laju konversi tinggi, anu mangrupakeun ADCs pendekatan saterusna. Prinsip operasi, saperti anjeun bisa nempo, basajan, jeung alat ieu idéal pikeun rupa-rupa kaayaan anu.

Paralel analog-to-digital converters

Sabab tiasa dianggo kawas alat serial. Rumus itungan - (2 ^ n) -1. Pikeun hal nu dianggap saméméhna, urang kudu (2 ^ 3) -1 comparators. Pikeun operasi maké Asép Sunandar Sunarya husus sahiji alat ieu, nu masing-masing bisa ngabandingkeun input jeung tegangan rujukan individu. converters analog-to-digital paralel mangrupakeun alat anu cukup gancang. Tapi prinsip pangwangunan alat ieu mangrupa nu ngarojong efisiensi maranéhanana merlukeun kakuatan signifikan. Ku alatan éta, pamakéan maranéhanana di batré-Powered pantes.

Analog-to-digital converter kalawan balancing saterusna

Ieu ngoperasikeun dina cara nu sarupa salaku alat saméméhna. Ku alatan éta, ambéh ngajelaskeun operasi saterusna balancing ADC, prinsip operasi pikeun beginners bakal dianggap sacara harfiah dina ramo. Dina alat ieu dumasar kana fenomena dikotomi kana. Kalayan kecap séjén, dina ngabandingkeun serial dilumangsungkeun nilai diukur kalawan bagian nu tangtu ti nilai maksimum. Tiasa nyandak nilai ½, 1/8, 1/16 jeung saterusna. Ku alatan éta, analog-to-digital converter bisa ngalakukeun prosés pikeun N iterations (léngkah saterusna). Wherein N sarua jeung bit ADC (kasampak di Rumusna saméméhna luhur). Ku kituna, urang boga gain considerable dina jangka waktu, upami éta téhnik kinerja hususna penting. Najan speed considerable, alat ieu oge dicirikeun ku kasalahan statis low.

Analog-to-digital converters kalawan muatan balancing (délta-sigma)

Ieu téh mangrupa tipe paling narik tina alat, teu saeutik alatan prinsip operasi na. Ieu ngawengku di yén tegangan input nu dibandingkeun supados akumulasi integrator. Aya pulsa input ku polaritasna négatip atanapi positif (eta gumantung kana hasil tina operasi saméméhna). Ku kituna, urang bisa disebutkeun yen hiji converter sapertos analog-to-digital nyaéta sistem tracking basajan. Tapi ieu téh sakadar conto pikeun babandingan, jadi Anjeun tiasa ngartos naon nu délta-sigma ADC. Prinsip sistem operasi tapi keur operasi éféktif tina analog-to-digital converter teu cukup. Hasil tungtung mangrupa aliran sajajalan ti leuwih na nol, nu mana anu ngaliwatan hiji digital low-pass filter. Aranjeunna ngabentuk runtuyan bit tangtu. Ngabédakeun converters ADC tina urutan kahiji jeung kadua.

Integral tina analog-to-digital converter

Ieu hal husus anu dimungkinkeun, anu bakal dianggap salaku bagian tina artikel nu. Salajengna, urang bakal ngajelaskeun operasi sahiji alat ieu, tapi dina tingkat umum. ADC Ieu analog-to-digital converter kalawan integrasi push-tarikan. Papanggih alat saperti tiasa a multimeter digital. Sareng ieu anu teu heran, sabab nyadiakeun akurasi tinggi na dina waktos anu sareng ogé ngurangan gangguan.

Ayeuna hayu urang difokuskeun prinsip na operasi. Eta perenahna di kanyataan yen kapasitor input dieusi pikeun waktos maneuh. Ilaharna, jaman ieu téh salah sahiji frékuénsi mains mana kakuatan alat (50 Hz atanapi 60 Hz). Éta ogé bisa jadi sababaraha hiji. Ku kituna, frékuénsi luhur noise geus diteken. Sakaligus ditujukeun pangaruh stabil tegangan sumber kakuatan listrik dina akurasi hasilna.

Sawaktos waktuna muatan ends converter analog-digital, kapasitor mimiti ngurangan ku speed tetep tangtu. alat counter internal diitung jumlah jam pulsa nu dihasilkeun salila prosés ieu. Ku kituna, panjang interval waktu, gede prestasi.

ADC integrasi twostroke gaduh akurasi tinggi na resolusi. Ku lantaran kitu, salaku ogé pangwangunan hiji struktur kawilang basajan, aranjeunna dieksekusi sakumaha chip a. The aral utama prinsip sapertos karya - gumantung kana jaringan kinerja. Inget yen kamampuan na anu dihijikeun kana lilana periode kakuatan suplai prekuensi.

Di dieu nu kumaha integrasi ganda ADC. Prinsip operasi alat sanajan éta rada kompleks, tapi nyadiakeun indikator kualitas. Dina sababaraha kasus, ieu ngan saukur indispensable.

Milih APC kami kalawan prinsip perlu of

Hayu urang nyebutkeun, urang téh Nyanghareupan tugas husus. Nu keur milih alat nu meh bisa minuhan sakabéh kaperluan kami? Heula, hayu urang ngobrol ngeunaan résolusi jeung akurasi. Sering pisan aranjeunna bingung, sanajan dina praktekna maranéhna pisan mawa sipat basa lemah gumantung sadetik. Catet yén 12-bit analog-to-digital converter bisa jadi kirang akurat batan 8-bit. Dina hal ieu, resolusi - mangrupakeun ukuran tina kuantitas bagéan bisa disadiakeun kana rentang sinyal asupan diukur. Ku kituna, 8-bit ADC mibanda Agustus ² = 256 unit misalna.

Akurasi - mangrupa hasil konversi total diala simpangan tina nilai idéal, anu kedah di hiji tegangan input dibikeun. Hartina, parameter munggaran dicirikeun potensi nu boga ADC, sarta kadua mintonkeun naon urang kudu dina kaperluan praktis. Kituna, urang bisa lengkah up na tipe leuwih basajan (contona, langsung analog-to-digital converters), nu bakal minuhan sarat alatan akurasi tinggi na.

Boga gagasan naon nu diperlukeun pikeun ngawitan ngitung parameter fisik sarta nyusunna rumus matematis interaksi. Nu penting aranjeunna kasalahan statis tur dinamis, sabab lamun ngagunakeun rupa komponen-komponen sareng prinsip pangwangunan alat nu maranéhna bakal boga dampak béda dina pagelaran na. Langkung inpo wincik bisa kapanggih dina dokuméntasi téknis ditawarkeun ku produsén unggal alat husus.

conto

Hayu urang kasampak di SC9711 ADC. Prinsip operasi sahiji alat ieu kompléks kusabab ukuranana sarta kapasitas. Diomongkeun di dimungkinkeun, éta kudu dicatet yén aranjeunna sabenerna rupa-rupa. Ku kituna, contona, mungkin frékuénsi operasi beda-beda ti 10 Hz nepi ka 10 MHz. Dina basa sejen, eta tiasa ngadamel 10 juta sampel per detik! Jeung alat sorangan henteu hal padet, sarta ngabogaan konstruksi modular struktur. Tapi biasana dipaké dina aplikasi kompléks dimana anjeun kudu digawekeun ku angka nu gede ngarupakeun sinyal.

kacindekan

Salaku bisa ningali, ADCs inherently gaduh prinsip béda operasi. Hal ieu ngamungkinkeun urang pikeun milih alat nu baris nyugemakeun kaperluan timbul sahingga ngawenangkeun pamakéan lumrah sumberdaya aya.