Asas umum operasi ADC

Ayo kang katon ing sawetara utama masalah sing bisa lantaran kanggo asas saka ngowahi analog-kanggo-digital (ADCs) saka macem-macem. akun urut-urutan, wawas sukses - apa dumunung konco tembung iki? Apa asas kerja ADC saka microcontroller ing? Lan masalah liyane bakal rembugan ing framework saka artikel. Telung bakal setya kanggo teori umum, lan subtitle papat bakal sinau carane padha bisa. Sampeyan bisa ketemu macem-macem ADC sastra lan DAC istilah. Ing asas saka operasi saka piranti iki rada beda, supaya ora galau mau. Mangkono, artikel bakal dianggep konversi sinyal saka analog kanggo digital, nalika DAC dianggo ing mbalikke.

definisi

Sadurunge considering prinsip ADC, ayo kang mangerteni apa piranti. Analog kanggo ngowahi digital yaiku piranti kang jumlahe fisik diowahi dadi perwakilan numerik cocog. Parameter dhisikan bisa tumindak apa-apa meh - saiki, voltase, kapasitansi, resistance, rotasi ing batang, tingkat pulsa lan ing. Nanging supaya duwe cetha, kita bakal bisa karo mung siji konversi. Iki "code voltase". Sing dipilih saka format karya iki ora sengaja. Sawisé ADC (prinsip operasi saka piranti) lan fitur sing umumé gumantung ing apa jenis konsep Takeran digunakake. Iki nuduhake proses mbandingaken Nilai tartamtu karo standar sadurunge diadegaké.

ciri ADC

Dicokot utama bisa disebut, lan tingkat konversi. First ditulis ing bit, lan liya - ing conto liya. ngowahi analog-kanggo-digital Modern kudu 24-dicokot utawa kacepetan konversi, kang nerangake Unit GSPS. Elinga yen ADC bebarengan bisa nyedhiyani sampeyan karo nggunakake mung siji ciri kang. Sing luwih kinerja sing, sing liyane angel kanggo bisa karo piranti, lan luwih larang dhewe. Nanging entuk manfaat uga diwenehi kinerja dicokot ambane perlu dibaptisaké kacepetan saka instrument.

jinis ADC

Asas saka operasi beda-beda gumantung antarane beda kelompok piranti. We nimbang jinis ing ngisor iki:

1. Wiwit konversi langsung.
2. Kanthi taksiran sukses.
3. Kanthi transformasi podo.
4. Analog-to-digital rate karo daya wawas (delta-sigma).
5. Nggabungaken ADC.

Ana akeh jinis liya saka conveyor lan kombinasi, kang duwe ciri dhewe khusus arsitektur beda. Nanging wong-wong conto, kang bakal dianggep ing framework saka artikel saka kapentingan amarga padha muter peran teladan ing piranti niche sawijining utomo kuwi. Supaya kita nliti prinsip ADC ing, uga gumantung ing piranti fisik.

analog Direct kanggo ngowahi digital

Padha dadi cukup populèr ing 60-70-ies saka abad suwene. Ing wangun saka sirkuit terpadu sing diprodhuksi karo 80s. Iku banget prasaja, malah primitif piranti sing ora bisa boast saka tokoh pinunjul. kapasitas iku biasane 6-8 bit, lan kacepetan arang ngluwihi 1 GSPS.

Ing asas saka operasi saka jinis ADC iku ing masukan plus saka Comparators sinyal input bebarengan. Ing voltase terminal negatif aji tartamtu. Lan banjur piranti nemtokake sawijining operasi. Iki wis rampung thanks kanggo voltase referensi. Ayo kita nganggep sing duwe piranti ngendi 8 Comparators. Nalika dipakani setengah saka voltase referensi diaktifake mung 4 wong. Prioritas ngodhe kawangun kode binar, kang output REGISTER lan latches. kekiyatan lan kelemahane relatif bisa ngandika sing asas saka operasi ngijini sampeyan kanggo nggawe piranti dhuwur-kacepetan. Nanging diwenehi dawa tembung sing dibutuhake wis ngetokake akeh banget.

Rumus umum kanggo nomer Comparators yakuwi: 2 ^ N. Ing N perlu kanggo nyelehake nomer digit. Viewed conto sadurungé bisa digunakake maneh: 2 ^ 3 = 8. Subtotal kanggo discharge katelu kudu 8 Comparators. Iki asas saka ADC, kang digawe pisanan. Ora nyenengake, supaya salajengipun wonten arsitektur liyane.

Analog-to-digital ngowahi, taksiran sukses

algoritma "nimbang" digunakake kene. Shorten piranti operasi ing kuwi prosedur, diarani mung minangka tagihan sukses ADC. Ing asas saka operasi yakuwi: piranti wis diukur sinyal input, lan iku banjur dibandhingake karo nomer, kang kui miturut prosedur tartamtu:

1. Set bisa setengah voltase referensi.
2. Yen watesan gedhene sinyal ngalahake trip №1, iku dibandhingaké karo nomer kang dumunung sisih antarane nilai isih. Dadi, ing kasus kita bakal ¾ saka voltase referensi. Yen sinyal referensi tumiba cendhak tokoh iki, comparison bakal conducted karo bagean liyane interval dening asas padha. Ing conto iki, ¼ saka voltase referensi.
3. Langkah 2 kudu bola n kaping, kang bakal maringi kita N bit saka asil. Iki amarga tumindak nomer N of bandingaken.

asas iki aparat ngidini diwenehi karo relatif tingkat konversi dhuwur, kang ADCs taksiran sukses. Ing asas saka operasi, sampeyan bisa ndeleng, prasaja, lan piranti kasebut sing becik kanggo macem-macem kesempatan.

Podo karo analog-kanggo-digital ngowahi

Padha bisa kaya piranti serial. rumus pitungan - (2 ^ n) -1. Kanggo kasus dianggep sadurunge, kita kudu (2 ^ 3) -1 Comparators. Kanggo operasi nggunakake Uploaded tartamtu saka piranti iki, saben kang bisa mbandhingaké input lan voltase referensi individu. ngowahi analog-kanggo-digital podo piranti nyedhaki cepet. Nanging prinsip construction saka piranti iki sing kanggo ndhukung efficiency mbutuhake daya pinunjul. Mulane, sing dienggo ing baterei-powered cecek.

Analog-to-digital rate karo wawas sukses

Maskapai iki ngoperasikaké ing cara sing padha minangka piranti sadurungé. Mulane, supaya kanggo nerangake operasi sukses wawas ADC, asas saka operasi kanggo wiwitan bakal dianggep secara harfiah ing driji. Ing piranti iki adhedhasar fenomena Mbok ing. Ing tembung liyane, ing comparison serial wis digawa metu Nilai diukur karo bagean tartamtu saka cahya maksimum. Bisa njupuk angka setengah, 1/8, 1/16 lan ing. Mulane, analog-kanggo-digital Konverter bisa nindakake proses kanggo N iterasi (langkah sukses). Endi N perangan kang adil ing dicokot ADC (katon ing rumus sadurunge ndhuwur). Makaten, kita duwe gain owahan ing wektu, yen technique kinerja utamané penting. Senadyan kacepetan owahan, piranti iki uga ditondoi dening kesalahan statis kurang.

Analog-to-digital ngowahi karo daya wawas (delta-sigma)

Iku jinis paling menarik saka piranti, paling ora amarga asas operasi. Iku kasusun ing voltase input sing dibandhingake supaya nambah integrator. Apa pulses input karo kutub negatif utawa positif (gumantung ing asil operasi sadurungé). Makaten, kita bisa ngomong sing Konverter kuwi analog-kanggo-digital sistem ranging prasaja. Nanging iki mung conto kanggo comparison, supaya sampeyan bisa ngerti apa Delta-sigma ADC. Prinsip sistem operasi, nanging kanggo operasi efektif saka analog-kanggo-digital rate ora cukup. Asil mburi stream telas gedhe-gedhe lan zeros, kang dadi liwat digital kurang-pass filter. Mbentuk urutan dicokot tartamtu. Mbedakake ngowahi ADC saka urutan pisanan lan kaloro.

Nggabungaken analog-kanggo-digital Konverter

Iki sawijining kasus khusus saka terakhir, kang bakal dianggep minangka bagéan saka artikel. Sabanjure, kita bakal njlèntrèhaké operasi saka piranti, nanging ing tingkat umum. ADC iki analog-kanggo-digital Konverter karo integrasi push-narik. Kanggo ketemu kuwi piranti bisa a multimeter digital. Lan iki ora ngagetne, amarga padha nyedhiyani dhuwur akurasi lan ing wektu sing padha uga bareng-bareng nyuda gangguan.

Saiki ayo kang fokus ing asas saka operasi. Kutha iki dumunung ing Kasunyatan bilih kapasitor input wis kebak kanggo wektu tetep. Biasane, wektu iki salah siji saka frekuensi utomo kang kakuwasan piranti (50 Hz utawa 60 Hz). Iku bisa uga macem-macem sing. Mangkono, dhuwur-frekuensi swara kasim. Bebarengan leveled pengaruh boten stabil voltase sumber daya listrik ing akurasi asil.

Nalika wektu daya ends rate analog-digital, kapasitor wiwit kalong karo kacepetan tetep tartamtu. piranti counter Internal counts nomer jam pulses kang kui sak proses iki. Mangkono, maneh ing interval wektu, sing luwih kinerja.

ADC integrasi twostroke duwe dhuwur akurasi lan resolusi. Amarga iki, uga pambangunan struktur relatif prasaja, lagi kaleksanan minangka chip. Ing drawback utama asas kuwi karya - gumantung ing jaringan kinerja. Elinga yen Kapabilitas sing disambungake kanggo duration saka periode sumber daya frekuensi.

Punika cara integrasi pindho ADC. Ing asas saka operasi saka piranti sanadyan iku cukup Komplek, nanging menehi pratondho kualitas. Ing sawetara kasus, iki mung indispensable.

Pilih APC kita karo prinsip perlu saka

Ayo dadi ngomong, kita ngadhepi karo tugas tartamtu. Kang kanggo milih piranti supaya bisa ketemu kabeh kabutuhan kita? First, supaya dadi pirembagan bab resolusi lan akurasi. Kerep banget lagi bingung, sanajan ing laku lagi banget sipaté gumantung sing keloro. Elinga yen 12-dicokot analog-kanggo-digital rate uga kurang akurat saka 8-dicokot. Ing kasus iki, résolusi - punika ukuran jumlahe perangan bisa diparengake kanggo sawetara input sinyal kaukur. Mangkono, 8-dicokot ADC nduweni Agustus ² = 256 Unit kuwi.

Akurasi - asil konversi total dijupuk soko saka angka becik, kang arep ing voltase input diwenehi. Sing, terkait characterizes potensi wis ADC, lan liya nuduhake apa kita kudu ing laku. Amarga iku, kita bisa langkah munggah lan jinis liyane prasaja (contone, langsung analog-kanggo-digital ngowahi), kang bakal syarat amarga akurasi dhuwur.

Kanggo duwe idea saka apa iku njupuk kanggo miwiti kanggo ngetung paramèter fisik lan mbangun rumus matematika saka interaksi. Penting lagi kasalahan statis lan dinamis, amarga nalika nggunakake macem-macem komponen lan prinsip pembangunan piranti bakal duwe impact beda ing kinerja. More rincian informasi bisa ditemokaké ing kaca dhokumèntasi technical ditawakake Produsèn saka saben piranti tartamtu.

contone

Ayo kang katon ing SC9711 ADC. Ing asas operasi saka piranti iki Komplek amarga saka sawijining ukuran lan kapasitas. Ngandika saka terakhir, iku kudu nyatet sing lagi saestu warna. Mangkono, contone, bisa frekuensi operasi beda-beda gumantung saka 10 Hz 10 MHz. Ing tembung liyane, iku bisa nggawe 10 yuta conto per detik! Lan piranti dhewe ora soko ngalangi, lan wis construction modul saka struktur. Nanging biasane digunakake ing aplikasi Komplek ngendi sampeyan kudu bisa karo nomer akeh sinyal.

kesimpulan

Nalika sampeyan bisa ndeleng, ADCs sipate prinsip beda saka operasi. Iki ngidini kita kanggo milih piranti sing bakal gawe marem kabutuhan njedhul lan kanthi mangkono ngidini nggunakake cukup sumber kasedhiya.