Üldine tööpõhimõte ADC

Vaatame peamisi erinevaid küsimusi, mida saab seostada põhimõtet analoog-digitaal muundajad (ADC) eri tüüpi. Arvesse järjestikused tasakaalustus - mis peitub nende sõnade taga? Mis on tööpõhimõte ADC mikrokontrolleri? Need ja teised küsimused arutatakse raames artikkel. Kolm esimest pööratakse üldisele teooria ja neljas subtiitrite uurib, kuidas nad töötavad. Võite kohtuda erinevate kirjanduses ADC ja DAC tingimustel. Tööpõhimõte nende seadmete on veidi erinev, nii et ärge ajage neid. Seega artikkel loetakse konverteerimise signaalide analoog-digitaal, samas kui DAC töötab vastupidises.

määratlus

Enne arvestades põhimõtet ADC, uurime, mida seade on. Analoog-digitaal muundurid on seadmed, mis füüsikalise suuruse konverteeritakse vastava numbrilise esindatus. Esialgne parameetrit saab tegutseda peaaegu kõike - pinge, mahtuvus, takistus Võlli, pulss ja nii edasi. Aga selleks, et olla kindel, me töötame koos ainult üks konversioon. See "koodi pinge". Valik see töövorm ei ole juhuslik. Pärast ADC (põhimõte selle seadme töö) ja selle omadused sõltuvad suuresti millist mõõtmise mõiste kasutatakse. See viitab protsessile võrrelda teatud väärtuse kokku eelnevalt kindlaks standardile.

omadused ADC

Peamised natuke võib nimetada, ja tootlus. Esimese väljendatakse bittides ja teine - proovides teise. Modern analoog-digitaal muundajad võib olla 24-bitine või muundamise kiirus, mis tuleb GSP ühikut. Pange tähele, et ADC saab samaaegselt pakkuda teile kasutamist ainult üks tema omadused. Seda suurem on nende tulemuste, seda raskem töötada seadme sisse ja see on kallim ise. Aga kasu olla, et saada vajalik bitisügavus jõudlust ohverdamata kiirust instrument.

ADC tüüpi

Tööpõhimõttega varieerub erinevate gruppide seadmetes. Me peame järgmist tüüpi:

1. Kuna otsene tulemus.
2. Mis sammlähendusmeetod.
3. Paralleelse transformatsiooni.
4. Analoog-digitaal muundur tasakaalustava maksu (delta-sigma).
5. Integreerimine ADC.

Seal on palju muid konveieri ja kombineeritud, mis on oma eriomadused erinev arhitektuur. Aga need proovid, mis loetakse raames artiklid pakuvad huvi, sest nad eeskujuks oma niši seadmeid nagu spetsiifilisus. Nii uurigem põhimõte ADC, samuti sõltuvust füüsilise seadmega.

Otsene analoog-digitaal muundurid

Nad on muutunud üsna populaarseks 60-70-ndate eelmise sajandi. Vormis integraallülitused toodetakse 80s. See on väga lihtne, isegi primitiivne seadmed, mis ei saa kiidelda tüvenumbriga. Nende võimsus on tavaliselt 6-8 bitti ja kiirus ületab harva 1 GSP.

Tööpõhimõte seda tüüpi ADC on, et pluss sisendite võrdlusseadmete sisendsignaali üheaegselt. Negatiivse klemmipinge on teatud väärtus. Ja siis seade määrab selle toimimist. Seda tehakse tänu pinge juures. Oletame, et meil on seade, kus 8 omadega. Söötmisel ½ arvutusliku pinge on lubatud ainult 4 neist. Prioriteet kodeerija moodustatud kahendkoodi, mis on väljund registris ja riivid. Tugevaid ja nõrku külgi võib öelda , et see põhimõte kasutamine võimaldab teil luua kiire seadmeid. Aga saada vajalik sõna pikkus on higi tugevalt.

Üldvalem mitmeid võrreldavatest on järgmine: 2 ^ N. Vastavalt N on vaja panna numbrid. Vaadatud eelmises näites saab uuesti kasutada: 2 ^ 3 = 8. Vahesumma kolmanda heakskiidu peab olema vähemalt 8 omadega. See on põhimõte ADC, mis loodi esimene. Mitte väga mugav, nii hiljem oli teiste arhitektuuri.

Analoog-digitaal muundajad, sammlähendusmeetod

algoritm "kaalumine" kasutatakse siin. Lühendada töötavate seadmete sellist menetlust, nimetatakse lihtsalt ADC järjestikuste arveid. Tööpõhimõte on järgmine: seade mõõdab sisendsignaali ning seejärel võrreldakse seda numbrid, mis genereeritakse vastavalt teatud menetlust:

1. Komplekti võimalik pool pinge juures.
2. Kui signaali ulatus piirmäära ületada reisi №1, see on võrreldes mitmete mis asub vahepeale ülejäänud raha. Niisiis, meie puhul on see ¾ arvutusliku pinge. Kui etteandesignaali küündi see näitaja võrdlemine toimub veel ühe portsjoni intervalli samal põhimõttel. Selles näites ¼ arvutusliku pinge.
3. Etapp 2 tuleb korrata n korda, mis annab meile N bitti tulemus. See on tingitud käitumise N arvu võrdlust.

See põhimõte aparaat seda võimaldab saada suhtelise kõrge konversiooni määr, mis on sammlähendusmeetod ADC. Tööpõhimõte, nagu näete, lihtne ja need seadmed on ideaalne erinevatel puhkudel.

Paralleelselt analoog-digitaal muundajad

Nad töötavad nagu jadaseadmena. Arvutusvalemisse - (2 ^ n) -1. Suhe puhul peetakse varem peame (2 ^ 3) -1 võrreldavatest. Määratud toimima kasutades spetsiifilist omaduste nendes seadmetes, millest igaüks võib võrrelda sisend- ja individuaalsete pinget. Paralleelselt analoog-digitaal muundajad on üsna kiire seadmeid. Aga põhimõtte ehitamiseks need seadmed on, et toetada nende tõhusust nõuab märkimisväärset võimu. Seetõttu on nende kasutamine akutoitega sobimatu.

Analoog-digitaal muundur järjestikuste tasakaalustamine

See toimib sarnaselt eelmise seade. Seega selleks, et selgitada operatsiooni järjestikuste tasakaalustamise ADC, tööpõhimõte algajatele loetakse sõna otseses mõttes sõrmed. Nendes seadmetes põhineb fenomen dihhotoomia. Teisisõnu, seerianumber võrdlus viiakse läbi mõõtmistulemus teatud osa suurim väärtus. Kas väärtusi ½, 1/8, 1/16 ja nii edasi. Seetõttu analoog-digitaal muundur saab teha protsessi N korduste (etapiviisiliselt). Kus N võrdub natuke ADC (vaadata varem eespool valemid). Seega on meil märkimisväärne ajavõit, kui see on eriti oluline tulemuslikkuse tehnikat. Vaatamata märkimisväärseid kiirus, need seadmed on iseloomulik ka madal staatiline viga.

Analoog-digitaal muundajad laadimise tasakaalustamine (delta-sigma)

See on kõige huvitavam tüüpi seade, mitte tänu oma tööpõhimõte. See seisneb selles, et sisendpinged võrreldakse nii, et kogunenud integreerija. Kas sisendimpulsse negatiivse või positiivse polaarsusega (see sõltub tulemus eelmise operatsiooni). Seega võib öelda, et selline analoog-digitaal muundur on lihtne jälgimise süsteem. Aga see on lihtsalt näide võrdluseks, nii et saate aru , mida delta-sigma ADC. Tööpõhimõte süsteemi, kuid tõhus toimimine analoog-digitaal muundur ei piisa. Lõpptulemus on lõputu vool ühtesid ja nulle, mis läheb läbi digitaalse madalpääsfilter. Nad moodustavad mõne bitijada. Eristada ADC muundurid esimese ja teise järjekorra.

Integreerimine analoog-digitaal muundur

See on eriline puhul viimane, mida peetakse osana artiklis. Edasi me kirjeldada toimimise neid seadmeid, kuid üldisel tasandil. See ADC on analoog-digitaal muundur koos push-pull integratsiooni. Et rahuldada sellise seadme saab digitaalse testriga. Ja see ei ole üllatav, sest nad annavad kõrge täpsus ja samal ajal ka maha suruda häireid.

Nüüd keskenduda oma tööpõhimõte. See seisneb selles, et mahtuvusega on laetud kindla aja. Tavaliselt on see periood üks võrgusagedusele kellele seade (50 Hz või 60 Hz). See võib olla ka mitu. Seega kõrgsageduslike müra summutatakse. Samal ajal tasandada mõju ebastabiilne pinge toiteallikaga elektrienergiat tulemuse täpsuse.

Kui laadimisaeg lõpeb analoog-digitaal muundur, kondensaator hakkab tühjenema konkreetse fikseeritud kiirusega. Sisemine loendur loendab arvu taktimpulsside mis on loodud selle protsessi käigus. Seega enam ajavahemik, seda suurem on jõudlus.

ADC twostroke integratsiooni on kõrge täpsus ja eraldusvõime. Tänu sellele, samuti ehitamise suhteliselt lihtsa struktuuriga, neid teostatakse kui kiip. Peamine puudus sellise põhimõtte töö - sõltuvalt jõudlusega võrgu. Pea meeles, et oma võimeid on seotud kestus sagedus toiteallikas jooksul.

Siin on, kuidas ADC kahekordse integreerimise. Tööpõhimõte seadme kuigi see on üsna keeruline, kuid see annab kvaliteedi näitajad. Mõnel juhul on see lihtsalt hädavajalik.

Vali APC meile vajalikku põhimõtet

Oletame, oleme silmitsi konkreetse ülesande. Mida valida seade nii, et ta suudab täita kõik meie vajadused? Esiteks räägime eraldusvõime ja täpsus. Väga tihti nad on segaduses, kuigi tegelikkuses nad on väga nõrgalt sõltuvad teine. Pange tähele, et 12-bitine analoog-digitaal muundur võib olla vähem täpne kui 8-bitine. Sel juhul ettepanek - on mõõt kogus segmendid on võimalik jaotada mõõdetud sisendliinis vahemikus. Seega 8-bitise ADC on 2 ⁸ = 256 sellist seadet.

Täpsus - on täieliku muundamise tulemusena saadud kõrvalekalle ideaalsest väärtusi, mis peaks olema antud sisendpinge. See on esimene parameeter iseloomustab potentsiaali, mis on ADC, ja teine näitab, mida meil praktikas. Seetõttu saame kiirendada ja rohkem lihtne tüüp (näiteks otsene analoog-digitaal muundajad), mis vastavad tänu suure täpsusega.

On idee, mida ta võtab, et alustada arvutada füüsikaliste parameetrite ja ehitada matemaatilise valemi suhtlemist. Tähtis nad on staatiline ja dünaamiline vigu, sest kui kasutatakse erinevaid komponente ja põhimõtted ehitus seadme neil on erinev mõju oma tulemuslikkust. Täpsemat teavet võib leida tehnilise dokumentatsiooni tootja pakutud iga konkreetse seadme.

näide

Vaatame ADC SC9711. Tööpõhimõtet see seade on keeruline, sest tema suurus ja võimsus. Rääkides viimane, siis tuleb märkida, et need on tõesti erinevad. Seega näiteks, võimalikult talitlussagedus muutub vahemikus 10 Hz kuni 10 MHz. Teisisõnu, seda saab teha 10 miljonit valimit sekundis! Ja seade ise ei ole midagi tahke ning on modulaarne ehitus struktuuri. Aga see on tavaliselt kasutatakse keerukaid rakendusi, kus pead töötama koos suure hulga signaale.

järeldus

Nagu näete, ADC olemuselt erinevad tööpõhimõte. See võimaldab meil valida seade, mis rahuldab tulenevad vajadused ja seega võimaldada mõistlik kasutada olemasolevaid ressursse.