ADC funtzionamendua printzipioa General

Dezagun gai sorta nagusia den printzipioa egotzitako tan analogiko-digital bihurgailuak (ADCs) mota desberdinetako. Sekuentziala kontua, ondoz orekatzeko - zer hitz horiek atzean dago? Zer da lan mikrokontroladore du ADC printzipioa? Hauek eta beste gai izango artikuluaren esparruan eztabaidatuko da. Lehenengo hirurak dira teoria orokorrean eskainitako egingo da, eta laugarren azpititulua nola funtzionatzen duten. Hainbat literatura ADC eta DAC terminoak bete ahal izango duzu. Gailu horien funtzionamendua printzipioa zertxobait desberdina da, beraz, ez nahastu. Horrela, artikulu hartuko analogikoa, digitala seinale bihurtzeko, DAC alderantzizko batean lan egiten duten bitartean.

definition

ADC printzipioa kontuan hartuta aurretik, dezagun jakin gailua zer da. bihurgailu digitala analogikoa dela kantitate fisikoa den a dagokion zenbakizko errepresentazio bihurtu gailuak dira. oraingoa, tentsio, kapazitantzia, erresistentzia, ardatzaren biraketa, pultsu-tasa eta abar - hasierako parametroak ia ezer jarduteko. Baina horretarako ziurtasuna izatea, egingo bihurtze bat bakarrik egiten dugu lan. Hau "kodea tentsio". Lan formatu hau aukeratzea ez da ustekabeko. ADC (gailu hau funtzionamendu-printzipioa) eta bere ezaugarri After dira neurri handi batean zer nolako neurketa kontzeptua erabiltzen da menpeko. Hau aldez aurretik ezarritako estandar bat balio jakin bat alderatuz prozesua aipatzen du.

ezaugarri ADC

Pixka nagusia deitu daiteke, eta bihurtze-tasa. Lehen bit adierazten da, eta bigarren - Laginak bigarren bat. Modernoak analogiko-digital bihurgailuak 24-bit edo bihurtze-abiadura, eta horrek GSPS unitateak dator izan dezake. Kontuan ADC dela aldi berean eman ahal izango duzu, bere ezaugarri bat bakarrik erabiltzen du. Beren performance handiagoa, orduan eta zailagoa gailu batera lan egiteko, eta garestiagoa bera da. Baina onurarako beharrezko bit sakonera performance lortzeko instrumentu abiadura uko arabera izan daitezke.

ADC mota

Eragiketa printzipioa gailuak talde desberdinen artean aldatzen da. Hurrengo mota kontuan hartu ditugu:

1. Zuzeneko bihurtze zenetik.
2. Ondoz hurbilketa batekin.
3. Eraldaketa paralelo batekin.
4. Analogiko-digital orekatzeko karga (delta-sigma) duen bihurgailua.
5. ADC integratzea.

beste garraio eta konbinatu mota asko, eta haien arkitektura desberdinen ezaugarriak bereziak egin behar dira. Baina laginak horiek, artikulu esparruan hartuko interesgarriak dira jolasten dute eredugarria bat delako bere nitxo gailu, hala nola berezitasuna ere. Hargatik ADC printzipioa, baita bere tramankulu fisikoarekin mendekotasuna aztertu digu.

Zuzeneko bihurgailuak digitala analogikoa

nahiko du azken mendeko 60-70-este popular bihurtu dute. forman zirkuitu integratuak dira 80ko batera sortutako. Oso erraza da, nahiz eta primitibo gailuak ezin duela zifra esanguratsu harro. Haien gaitasun normalean 6-8 bit, eta abiadura oso gutxitan gainditzen 1 GSPS.

ADC mota honen funtzionamendua printzipioa da plus comparators sarrerako seinalearen sarrera gainean aldi berean. negatiboa terminal tentsio On balio jakin bat da. Eta gero gailua bere funtzionamendua zehazten du. Hau da erreferentzia tentsio esker egin. Utzi gailu bat non 8 comparators dugula suposatuko digu. Noiz erreferentzia tentsioa ½ elikadura gaituta dagoenean soilik 4 horietako. Lehentasun Kodetzailea osatzen binary kodea, bertan irteera erregistro eta heldulekuak da. indarguneak eta ahuleziak erlatiboa esan daiteke printzipioa hori eragiketa ahalbidetzen abiadura handiko gailuak sortu nahi duzun. Baina eskatutako hitza luzera lortzeko gogor izerdi ditu.

comparators kopuruaren formula orokorra honako hau da: 2 ^ N. N Under beharrezkoa da zifra kopuru jarri. Bisitak aurreko adibidea erabil daiteke berriro: 2 ^ 3 = 8. Hirugarren alta Subtotala 8 comparators izan behar da. Hau ADC, eta horrek lehen sortu ziren printzipioa da. Ez da oso erosoa, eta, beraz, ondoren, ez dago beste arkitektura ziren.

Analogiko-digital bihurgailuak, ondoz hurbilketa

Algoritmo "ponderazio" erabiltzen da hemen. prozedura bat, hala jarduten laburtu gailuak, aipatzen den ADC ondoz fakturak besterik gisa. funtzionamendu printzipioa honako hau da: gailua sarrerako seinalea neurtzen, eta, ondoren, konparatzen da zenbakiak, zein prozedura jakin baten arabera sortzen dira:

1. Posible erdi multzo erreferentzia tentsioa.
2. seinalea magnitude muga gainditzeko bidaia №1 bada, bertan datza erdialdean gainerako balioaren arteko zenbaki batekin egiten da konparatu. Beraz, gure kasuan erreferentzia tentsioa ¾ izango da. erreferentziako seinalea erortzen zifra hori labur bada, konparaketa tartea zati beste printzipio bera bidez egingo da. Adibide honetan, erreferentzia tentsioa ¼.
3. 2. urratsa errepikatu beharko da n aldiz, eta horrek emango digu N emaitza bit. Hau da: konparazioak kopurua jokabide ondorioz.

aparatuaren printzipio honi esker erlatiboa handiko bihurtze-tasa, diren ondoz hurbilketa ADCs lortzea. Eragiketa printzipioa, ikusi bezala dezakezu, simple, eta gailu horiek alditan hainbat aproposa.

Paraleloa analogiko-digital bihurgailuak

serie-gailu bat bezala funtzionatzen dute. Kalkulu formula - (2 ^ n) -1. For kasuan jotzen Aurretik, behar dugu -1 (2 ^ 3) comparators. Eragiketa For gailu horiek, eta bakoitzak bere sarrera eta banakako erreferentzia tentsio alderatu daiteke multzo zehatz bat erabiliz. Paraleloa analogiko-digital bihurgailuak gailuak nahiko azkar. Baina gailu horietako eraikuntza printzipioa da euren eraginkortasuna power esanguratsua eskatzen onartzen. Beraz, bere erabilera Bateriako egokitzat.

Analogiko-digital ondoz orekatzeko bihurgailua

funtzionatzen aurreko gailu gisa antzeko modu batean dago. Beraz, ordena orekatzeko ondoz ADC funtzionamendua azaltzeko ere, eragiketa printzipioa hasiberrientzako literalki hartuko hatz gainean. Gailu horien oinarritutako dikotomia fenomenoa duzu. Bestela esanda, serieko konparazioa egiten da neurtzen balioaren gehienezko balioa zati jakin bati lotzeko. balioak ½, 1/8, 1/16 eta abar hartu daiteke. Beraz, analogiko-digital bihurgailua N iterazio (ondoz urrats) prozesua egin daitezke. Zertan N bit ADC berdin (begiratu aurrez gainetik formula at). Horrela, irabazia dezente daukagu denboran, performance teknika bereziki garrantzitsua bada. abiadura handia izan arren, gailu horiek dira, halaber error estatiko baxua ezaugarri.

Analogiko-digital karga orekatzeko (delta-sigma) batera bihurgailuak

ez behintzat bere funtzionamendu printzipioa dela eta gailu interesgarrienak mota, da. ditu sarrera tentsio hori alderatzen dira metatutako integratzailea, beraz. Oraindik polaritate negatiboa edo positiboa (araberakoa da, aurreko operazioa emaitza on) batera sarrerako lekaleak. Horrela, esan dezakegu analogiko-digital bihurgailua hala nola, jarraipen-sistema sinple bat da. Baina hori besterik konparatzeko adibide bat da, beraz, ulertu ahal izango duzu zer delta-sigma du ADC. dute sistema printzipioa, baina analogiko-digital bihurgailua funtzionamendua eraginkorra izateko ez da nahikoa. Azken emaitza eta zeroen amaigabeak korronte bat, eta horrek behe-pass digital filtro bat pasatzen da. bit sekuentzia jakin bat osatzen dute. Bereiztea ADC lehen eta bigarren ordenako bihurgailuak.

analogiko-digital bihurgailua integratzea

Hau azken hau, eta horrek artikulu zati bezala hartu beharko kasu berezi bat da. Hurrengoa, gailu hauen funtzionamendua deskribatuko dugu, baina maila orokor batean. ADC hau analogiko-digital bultza-tira integrazioa bihurgailua da. besteak beste, gailu bat betetzeko izan daiteke multimeter digital bat. Eta hau ez da harritzekoa, zehaztasun handiko ematen dute, eta, aldi berean, ondo kendu interferentzia delako.

Orain dezagun bere funtzionamendu printzipioa on. dago, izan ere, sarrera-kondentsadore hori denbora finko bat kobratuko da. Normalean, aldi honetan sarera maiztasuna eskumenak gailua (50 Hz edo 60 Hz) bat da. Era berean, anitz izan daiteke. Horrela, goi-maiztasuna zarata desagertuko dira. Aldi berean berdindu eragin ezegonkorra tentsioko elektrizitate-iturri emaitzaren zehaztasuna.

karga denbora analogiko-digital bihurgailua bukatzen denean, kondentsadore hasten den abiadura finko jakin batekin alta. Barne counter gailu prozesu honetan zehar sortzen dira erlojuaren lekaleak kopurua zenbatzen. Hala, jada denbora tartea, orduan eta errendimendua.

ADC twostroke integrazio dute zehaztasun handiko eta bereizmen. Horregatik, baita egitura nahiko erraza bat eraikitzea, txipa baita exekutatu. hala nola, lan-hastapena eragozpen nagusia - performance sarearen arabera. Gogoratu bere gaitasunak dira frekuentzia power-hornidura epearen iraupena lotuta.

Hona nola ADC bikoitza integrazioa da. Gailu funtzionamendua printzipioa nahiz nahiko konplexua da, baina kalitate-adierazleak ematen du. Kasu batzuetan, hau da, besterik gabe, ezinbesteko.

Aukeratu APC gurekin beharrezkoa printzipioaren

Demagun, dugu zeregin zehatz bat aurrean. Zein gailua aukeratu behar da, beraz, gure beharretara guztiak bete ahal izango da? Lehenik eta behin, Hitz ebazpena eta zehaztasuna buruz utzi. Askotan, nahasi dira, nahiz eta praktikan dira oso ahula bigarrena menpe. Oharra: 12-bit analogiko-digital bihurgailua dela 8 bit baino gutxiago zehatzak izan daitezke. Kasu honetan, ebazpen - segmentu kantitatea neurri bat izango Neurtutako seinale-sarrera-sorta esleitu ahal izango da. Horrela, 8-bit ADC edukitzeko abuztuak ² = 256 esaterako unitateak.

Zehaztasun - guztizko bihurtze emaitza lortzen desbideratzea balioak ezin hobea da, eta horrek emandako sarrera tentsio bat izan behar da. Hau da, lehen parametro hori ADC ditu balizko ezaugarria, eta bigarrena erakusten zer dugu praktikan. Beraz, urratsez dezakegu gora eta mota gehiago simple (adibidez, zuzeneko analogiko-digital bihurgailuak), bere zehaztasun handiko ondorioz baldintzak betetzen dira.

zer parametro fisikoak kalkulatzeko eta elkarrekintza-formula matematiko bat eraikitzeko hasteko hartzen du ideia bat izatea. Garrantzitsua, akats estatikoak eta dinamikoak dira, izan ere, hainbat osagai eta dispositiboak eraikitzea printzipio erabiltzean bere performance ezberdinak eragin izango dute. Gehiago informazio zehatza gailu espezifiko bakoitzaren fabrikatzaileak eskaintzen dituen dokumentazio teknikoa aurki daiteke.

Adibidez

Dezagun ADC SC9711 hartan. eragile gailu hau printzipioa konplexua da, baita bere tamaina eta edukiera. bigarrenak hitz, kontuan izan behar da benetan anitza direla. Horrela, adibidez, posible da eragiketa maiztasuna 10 Hz aldatu egiten 10 MHz izateko. Bestela esanda, 10 milioi segundoko laginak egin daiteke! Eta gailua bera ez da zerbait ona, eta egitura eraikitzea modular bat du. Baina da normalean aplikazioen konplexua non seinale kopuru handi batekin lan egin behar duzu erabili.

ondorio

Ikusten duzun bezala, ADCs berez eragiketa printzipio ezberdinak dituzte. Hau gailua sortutako beharrak asetzeko eta, beraz, arrazoizko baliabideen erabilera baimendu hautatzeko aukera ematen digu.