Általános működési elve ADC

Nézzük meg a legfontosabb kérdések skálája tudható be az elvet a analóg-digitális átalakítók (ADC) különböző. Sorozatos számla, egymást kiegyensúlyozó - ami mögötte ezeket a szavakat? Mi a működési elve az ADC a mikrokontroller? Ezek és más kérdések kerülnek megvitatásra keretében a cikket. Az első három szentelnek az általános elmélet, és a negyedik felirat fog tanulni, hogyan működnek. Itt találkozhat különböző irodalmi ADC és DAC feltételeket. A működési elve az ilyen eszközök némileg eltérő, ezért ne keverjük össze őket. Így a cikket kell tekinteni a jelek átalakítására analóg-digitális, míg a DAC fordítva működik.

meghatározás

Mielőtt rátérnénk az elvet az ADC, nézzük megtudja, mi az eszköz. Analóg-digitális átalakítók olyan eszközök, amelyeket a fizikai mennyiség van átalakítunk egy megfelelő numerikus reprezentáció. A kezdeti paraméter működhet szinte semmit - áram, feszültség, kapacitás, ellenállás, a tengely forgását, a pulzusszám, és így tovább. De ahhoz, hogy bizonyossággal, mi fog működni csak egy konverziót. Ez a „kód feszültség”. A választás ennek a munkának méret nem véletlen. Miután az ADC (a működési elve az eszköz), és annak jellemzői nagymértékben függ, hogy milyen mérési koncepció használata. Ez arra utal, hogy a folyamat összehasonlítjuk egy bizonyos értéket a korábban megállapított szabvány.

jellemzői ADC

A fő bit nevezhetjük, és a konverziós arány. Először kifejezett bit, és a második - a minta egy második. Modern analóg-digitális átalakítók lehet 24 bites vagy az átalakítás sebessége, ami jön GSPs egység. Megjegyezzük, hogy az ADC egyidejűleg az Ön számára az, hogy csupán az egyik jellemzőit. Minél nagyobb a teljesítmény, annál nehezebb dolgozni a készülék, és ez drágább is. De az előny lehet beszerezni a szükséges bitmélységet teljesítmény feláldozása a sebesség a műszer.

ADC típusok

Működési elv változik a különböző csoportok között az eszközök. Úgy véljük, a következő típusok:

1. Mivel a közvetlen átalakítás.
2. Az egymást követő közelítés.
3. Egy párhuzamos átalakítás.
4. Analóg-digitális átalakító a kiegyenlítő töltés (delta-szigma).
5. Integrálása ADC.

Sok más típusú szállítószalag és a kombinált, amelyek saját speciális jellemzői a különböző építészet. De ezek a minták, amelyek tekintetében keretében cikkek érdekesek, mert játszani példamutató szerepet a rést eszközök, mint specifikusak. Nézzük hát, az elv az ADC, valamint a függőség a fizikai eszköz.

Közvetlen analóg-digitális átalakítók

Ők váltak népszerűvé a 60-70-es években a múlt században. Formájában integrált áramkörök készülnek '80 -as években. Ez nagyon egyszerű, még kezdetleges eszközök nem dicsekedhet jelentős számok. Kapacitásuk jellemzően 6-8 bit, és a sebesség ritkán meghaladja az 1 GSPs.

A működési elve az ilyen típusú ADC, hogy a plusz bemenetei komparátor bemeneti jel egyszerre. A negatív kapocsfeszültsége egy bizonyos értéket. És akkor a készülék meghatározza annak működését. Ez úgy történik, köszönhetően a referencia feszültség. Tegyük fel, hogy van egy eszköz, ahol 8 komparátor. Amikor etetés ½ a referencia feszültség csak akkor engedélyezett, közülük 4. A prioritás jeladó alakult bináris kód, amely kimeneti regiszter és kilincsek. Relatív erősségeinek és gyengeségeinek lehet mondani, hogy ez az elv a művelet lehetővé teszi, hogy a nagy sebességű eszközök. De így a kívánt szó hossza van, hogy izzad erősen.

Az általános képlet a száma komparátor a következő: 2 ^ N. Under N kelljen helyezni a számjegyek száma. Megtekintett előző példában ismét fel lehet használni: 2 ^ 3 = 8. Részösszeg harmadik mentesítés kell lennie 8 komparátor. Ez az elv az ADC, amely hoztak létre először. Körülményes, így a későbbiekben nem volt más architektúra.

Az analóg-digitális átalakítók, egymást követő közelítés

algoritmus „súlyozás” szó. Rövidítse működő eszközöknél egy ilyen eljárás, a továbbiakban egyszerűen ADC egymást követő számlákat. A működés elve a következő: a készülék által mért bemeneti jel, majd azt összehasonlítjuk a számok, amelyek révén keletkezett szerint egy bizonyos eljárás:

1. Készletei lehetséges felét a referencia feszültség.
2. Ha a jel magnitúdókorlát leküzdeni utazás №1, azt összehasonlítjuk egy szám, amely között félúton fekszik a fennmaradó értéket. Tehát a mi esetünkben ez lesz ¾ a referencia feszültség. Ha a referencia jel elmarad ez a szám, az összehasonlítás kerül sor újabb adag intervallumban ugyanazon elv. Ebben a példában, ¼ a referencia feszültség.
3. 2. lépés meg kell ismételni n-szer, amely megadja nekünk az N bit az eredmény. Ez annak köszönhető, hogy a magatartása N összehasonlítások száma.

Ez az elv a berendezés lehetővé teszi, hogy megkapjuk a relatív magas konverziós arány, amelyek az egymást követő közelítését ADC. A működési elve, mint látható, egyszerű, és ezek az eszközök ideálisak a különböző alkalmakkor.

Párhuzamos analóg-digitális átalakítók

Úgy működik, mint egy soros eszközt. Számítási képlet - (2 ^ n) -1. A vizsgált esetben a korábban, szükségünk van (2 ^ 3) -1 komparátorok. A műveletet egy adott tömb ezen készülékek, amelyek mindegyike össze a bemeneti és az egyes referencia feszültség. Párhuzamos analóg-digitális átalakítók meglehetősen gyorsan eszközök. De az elv az építési ezek az eszközök, hogy támogassa a hatékonyság csak jelentős erő. Ezért alkalmazásuk elemmel működő megfelelő.

Analóg-digitális átalakító egymást követő kiegyensúlyozó

Ez működik hasonló módon, mint az előző eszköz. Ezért, annak érdekében, hogy ismertesse a művelet egymást követő kiegyenlítő ADC, a működési elve a kezdők fogják tekinteni szó az ujjakon. Ezekben a készülékekben alapján a jelenség a kettősség. Más szóval, a soros összehasonlítást végezni mért érték egy bizonyos részét a maximális értéket. Értékeket vehet ½, 1/8, 1/16, és így tovább. Ezért analóg-digitális átalakító végezhet a folyamatot N ismétléseket (egymást követő lépésben). Ahol n egyenlő a bit ADC (megnézi az előzőleg fenti képletekben). Így van egy jelentős nyereséget az időben, ha ez különösen fontos a teljesítmény technikával. Annak ellenére, hogy a jelentős sebesség, ezek az eszközök is jellemző az alacsony statikus hiba.

Analóg-digitális átalakítók töltést kiegyenlítő (delta-szigma)

Ez a legérdekesebb a készülék típusát, nem utolsósorban miatt működési elve. Ez abban áll, hogy a bemeneti feszültség, mint úgy, hogy a felhalmozott integrátor. Vannak impulzusok negatív vagy pozitív polaritású (ez függ az eredmény az előző művelet). Így azt mondhatjuk, hogy egy ilyen analóg-digitális átalakító egy egyszerű nyomkövető rendszer. De ez csak egy példa az összehasonlítás, így meg tudja érteni , mi a delta-szigma ADC. Működési elv rendszer, de a tényleges működését az analóg-digitális átalakító nem elég. A végeredmény egy végtelen folyam a nullák és egyesek, ami megy keresztül egy digitális aluláteresztő szűrőt. Ezek alkotják a bizonyos bitsorozatot. Megkülönböztetni ADC átalakító az első és másodrendű.

Integrálása analóg-digitális átalakító

Ez egy speciális eset az utóbbi, amely részének kell tekinteni, a cikk. Ezután leírjuk a működését ezeket az eszközöket, hanem általános szinten. Ez ADC analóg-digitális átalakító push-pull integráció. Ahhoz, hogy egy ilyen eszköz lehet egy digitális multiméterrel. És ez nem is meglepő, mert a nagyon pontos és ugyanakkor jól elnyomja beavatkozást.

Most összpontosítani működési alapelvét. Ez azon a tényen alapul, hogy a bemeneti kondenzátor feltöltődik egy meghatározott ideig. Jellemzően, ez az időszak az egyik a hálózati frekvencia, amely működésbe hozza az eszköz (50 Hz vagy 60 Hz). Ez is lehet egy több. Így, nagyfrekvenciás zajszint csökkenése. Egyidejűleg leveled hatására instabil feszültségű áramforrást a pontosságát az eredmény.

Ha a töltés ideje véget az analóg digitális átalakító, a kondenzátor elkezd mentesítést egy bizonyos fix sebességet. Belső számláló eszköz számolja az órajelek számát, amelyek során keletkező ezt a folyamatot. Így a hosszabb időintervallum, annál nagyobb a teljesítmény.

ADC kétütemű integráció nagy pontosságot és felbontást. Ennek köszönhetően, valamint az építkezés egy viszonylag egyszerű szerkezet, végrehajtásuk a chip. A fő hátránya egy ilyen elv a munka - attól függően, hogy a teljesítmény hálózaton. Ne feledje, hogy a képességei vannak kötve tart a frekvencia tápegység időszakban.

Itt van, hogy az ADC kettős integráció. A működési elve az eszköz, bár ez elég bonyolult, de ez biztosítja a minőségi mutatók. Bizonyos esetekben ez egyszerűen elengedhetetlen.

Válasszon APC számunkra a szükséges elvének

Mondjuk, van dolgunk egy adott feladatot. Melyik választani a készüléket úgy, hogy megfelel minden kedves igényeit? Először beszéljünk a felbontás és a pontosság. Nagyon gyakran zavaros, de a gyakorlatban nagyon gyengén függ a másodikat. Megjegyezzük, hogy a 12 bites analóg-digitális átalakító lehet kevésbé pontosak, mint a 8-bites. Ebben az esetben, a felbontás - olyan intézkedés mennyiségének szegmensek lehet elkülöníteni a mért jel bemeneti tartomány. Így a 8-bites ADC rendelkeznek augusztus ² = 256 ilyen egység.

Pontosság - a teljes konverziós kapott eredmény eltérés az ideális értékek, ami kell egy adott bemeneti feszültség. Azaz, az első paraméter jellemzi a lehetséges, hogy az az ADC és a második megmutatja, mi van a gyakorlatban. Ezért tudjuk fokozni, és egyszerűbb típusa (például közvetlen analóg-digitális átalakítók), ami megfelel a követelményeknek köszönhetően nagy pontossággal.

Ahhoz, hogy egy ötlet, hogy mi kell ahhoz, hogy kezdik el számítani a fizikai paraméterek és a kivitelezést egy matematikai képlet a kölcsönhatás. Fontos ezek statikus és dinamikus hibák, mert ha különböző alkatrészek és szerkezeti felépítés elveit a készülék akkor van egy másik hatása a teljesítményre. Részletesebb információk találhatók a műszaki dokumentációban a gyártó által kínált egyes speciális eszközzel.

példa

Nézzük meg az ADC SC9711. A működési elve az eszköz bonyolult, mert a mérete és kapacitása. Apropó, az utóbbi, meg kell jegyezni, hogy azok valóban sokszínű. Így például, a lehetséges működési frekvencia változik 10 Hz-től 10 MHz-es. Más szóval, lehet, hogy 10 millió minta másodpercenként! És maga az eszköz nem valami szilárd és moduláris felépítésű szerkezet. De ez általában használt összetett alkalmazások, ahol meg kell dolgozni egy nagyszámú jel.

következtetés

Mint látható, ADC eredendően különböző működési elvek. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy válassza ki az eszközt, amely kielégíti a felmerülő elvárásokat és így lehetővé teszi az ésszerű rendelkezésre álló erőforrások felhasználását.