Општи принцип рада АДЦ

Погледајмо главном низу питања која се могу приписати принципу аналогно-дигитални конвертори (АДЦ) различитих типова. Секвенцијални рачун, сукцесивно балансирање - шта се крије иза ових речи? Који је принцип рада на АДЦ на микроконтролера? Ова и друга питања ће се разматрати у оквиру члана. Прва три ће бити посвећена општој теорији, а четврти титл ће проучавати како они раде. Можете одговорити на различите литература АДЦ и ДАЦ услове. Принцип рада ових уређаја је мало другачији, тако да их не мешај. Дакле, чланак ће се сматрати конверзија сигнала са аналогног на дигитално, док ДАЦ ради у супротном смеру.

дефиниција

Пре него што с обзиром на принцип АДЦ, хајде да сазнамо шта је уређај. Аналогно дигитални конвертор су уређаји који физичко количина конвертована у одговарајуће бројне заступљености. Почетни параметар може да делује готово све - струја, напон, капацитет, отпорност, ротацију вратила, на пулс и тако даље. Али, како би се сигурност, ми ћемо радити са само једним обраћење. Ово "код напон". Избор ове радне формата није случајна. Након АДЦ (принцип рада овог уређаја) и његових карактеристика су у великој мери зависи од тога какву врсту концепта мерења се користи. Ово се односи на процес поређења одређену вредност са претходно утврђеном стандарду.

karakteristike АЦП

Главни битни може назвати, а стопа конверзије. Прво изражена у битова, а други - у узорцима други. Модерни аналогно-дигитални конвертори може имати 24-битни или претворбе брзине, који долази у Гспс јединицама. Имајте на уму да се АДЦ истовремено вам пружи уз коришћење само једног од његових карактеристика. Што је већи њихов учинак је теже радити са уређајем, а то је више сама скуп. Али корист може бити да добију потребне мало дубине перформансе жртвовањем брзину инструмента.

vrste АДЦ

Принцип рада варира између различитих група уређаја. Ми сматрамо следеће типове:

1. Од директне конверзије.
2. Са сукцесивним приближавања.
3. Са упоредним трансформације.
4. Аналог-дигитални са задужен за балансирање (Делта-Сигма).
5. Интегрисање АДЦ.

Постоје многе друге врсте транспортера и комбинована, који имају своје посебне карактеристике различитих архитектуре. Али ти узорци, који ће се разматрати у оквиру предмета су од интереса јер играју узоран улогу у својим нишама уређајима као што специфичност. Дакле, хајде да испита принцип АДЦ, као и зависност од физичког уређаја.

Директно аналогно дигитални конвертор

Они су постали веома популарни на 60-70-тих година прошлог века. У облику интегрисаних кола се производе 80с. То је врло једноставно, чак и примитивни уређаји који не може да се похвали значајним личностима. Њихов капацитет је обично 6-8 бита, а брзина ретко прелази 1 ГСПС.

Принцип рада ове врсте АДЦ је да на плус улаза компаратора улазног сигнала истовремено. На негативној излазног напона је одређена вредност. А онда се уређај одређује свој рад. Ово се ради захваљујући референтног напона. Хајде да претпоставимо да имамо уређај где 8 компаратора. Када храни ½ референтног напона је омогућена само 4 од њих. Приоритет кодер формира бинарни код, који се емитује регистар и резе. Релативне предности и слабости може се рећи да је овај принцип рада омогућава креирање велике брзине уређаја. Али, да би се добила потребну дужину реч мора да се зноји тешко.

Општа формула за број компаратора је следећа: 2 ^ Н. Под Н је неопходно да се број цифара. Гледано претходни пример може се поново користити: 2 ^ 3 = 8. Свега за треће пражњење мора бити 8 компаратори. То је принцип АДЦ, који су први направили. Није баш згодно, па касније није било другог архитектура.

Аналогно-дигитални конвертори, сукцесивно апроксимација

алгоритам "пондерисање" се овде користи. Скратити уређаји који раде на такав поступак, који се једноставно као АДЦ узастопне рачуни. Принцип рада је следећи: уређај мери улазног сигнала, а затим се у поређењу са бројевима, који се генеришу према одређеној процедури:

1. Сетови могућег половини референтног напона.
2. Ако је граница сигнала магнитуда превазиђе пут №1, што је у поређењу са бројем који се налази на пола пута између преостале вредности. Дакле, у нашем случају то ће бити ¾ референтног напона. Ако се референтни сигнал заостаје за овој слици, поређење ће бити спроведено са другим делом у интервалу од по истом принципу. У овом примеру, ¼ референтног напона.
3. Корак 2 мора да се понови н пута, што ће нам дати Н делове резултата. То је због понашања Н броја поређења.

Овај принцип уређаја омогућава добијање релативно високом стопом конверзије, које су узастопне апроксимација АДЦс. Принцип рада, као што видите, једноставно, и ови уређаји су идеални за разне прилике.

Паралелно аналог-то-дигитални конвертори

Они раде као серијски уређај. Прорачун формула - (2 ^ н) -1. За случај сматра раније, морамо (2 ^ 3) -1 поредиоцима. За рад користи одређени низ ових уређаја, од којих сваки може да упореди улаз и индивидуални референтни напон. Паралелни аналогни-дигитални конвертори су прилично брзо уређаји. Али принцип изградње ових уређаја је да се подржи њихова ефикасност захтева значајну моћ. Због тога, њихова употреба у батерији-поверед неприкладан.

Аналогно дигитални конвертор са сукцесивним балансирање

Ради на сличан начин као и претходног уређаја. Стога, да би се објаснило рад узастопних балансирање АДЦ, принцип рада за почетнике ће се сматрати буквално на прсте. У овим уређајима на основу феномена дихотомије. Другим речима, серијски поређење се врши измерене вредности са одређеним делом максималне вредности. Могу имати вредност ½, 1/8, 1/16 и тако даље. Стога, аналогно дигитални конвертор може обављати процес Н итерација (сукцесивних корака). Где Н, једнако је битни АДЦ (погледај претходно наведеним формулама). Дакле, имамо значајну добит у времену, ако је посебно важна техника перформансе. Упркос значајном брзини, ови уређаји су такође карактерише ниска статичке грешке.

Аналогно-дигитални конвертори са пуњења балансирање (делта-сигма)

То је најинтересантнији тип уређаја, не само због своје принцип рада. Она се састоји у да су улазни напони у поређењу тако да је картон интегратора. Да ли су улазни импулса са негативном или позитивном поларитета (то зависи од резултата претходног рада). На тај начин, можемо рећи да је такав аналогно дигитални конвертор је једноставан систем за праћење. Али ово је само пример за поређење, тако да може да разуме шта делта-сигма АДЦ. Принцип рада система, али за ефикасан рад на аналогно дигитални конвертор није довољно. Крајњи резултат је бескрајна ток јединица и нула, која пролази кроз дигиталну лов-пасс филтер. Они формирају одређени битни секвенцу. Разликовати АДЦ конвертора из првог и другог реда.

Интегрисање аналогно дигитални конвертор

Ово је посебан случај овог другог, који ће се сматрати као део чланка. Следеће, ми ћемо описати рад ових уређаја, али на општем нивоу. Ово АДЦ аналогно дигитални конвертор са интеграцијом пусх-пулл. Да би се задовољили такав уређај може да буде дигитални мултиметар. И то није изненађујуће, јер пружају велику прецизност и истовремено добро потискују сметње.

Сада ћемо се фокусирати на свом принципу рада. Лежи у чињеници да је улаз кондензатор терети за фиксну време. Типично, овај период је један од фреквенције мрежног која покреће уређају (50 Хз или 60 Хз). То такође може бити више. Тако, високе фреквенције буке је потиснут. Истовремено стижу утичу нестабилна напон извор електричне енергије на тачност резултата.

Када је време пуњења завршава аналогни-дигитални конвертор, кондензатор почиње да обавља са одређеном фиксном брзином. Интерни бројач уређаја пребројава такта импулса који се генеришу током овог процеса. Тако, што је дужи временски интервал, већи учинак.

АЦП твостроке интеграција има високу прецизност и резолуцију. Због тога, као и изградњу релативно једноставне структуре, они су погубљени као чип. Главни недостатак таквог принципа рада - у зависности од мреже перформанси. Не заборавите да су његове могућности везане за време трајања периода фреквенција напајања.

Ево како АДЦ двоструко интеграција. Принцип рада уређаја, иако је доста комплексан, али даје показатеље квалитета. У неким случајевима, то је једноставно неопходан.

Изаберите АПЦ нас са потребном принципу

Рецимо, суочени смо са конкретном задатку. Који да изабере уређај тако да може да задовољи све наше потребе? Прво, хајде да причамо о резолуцији и тачности. Врло често су збуњени, али у пракси су веома слабо зависи другом. Имајте на уму да 12-битни аналогно дигитални конвертор може бити мање прецизан од 8-бит. У овом случају, резолуција - је мера количине сегмената може додијелити измерене улазног сигнала опсега. Тако, 8-битни АДЦ имају ² августа = 256 такве јединице.

Тачност - је укупан резултат прерачуна добијена одступања од идеалних вредности, које би требало да буду у датом улазног напона. То је, први параметар карактерише потенцијал који има АДЦ, а други показује шта имамо у пракси. Због тога, можемо да појача и једноставнији тип (на пример, директни аналогно-дигитални конвертори), који ће испунити захтеве због његове високе прецизности.

Имати идеју шта је потребно да почне да се израчунају физичке параметре и изгради математичку формулу интеракције. Важно су статички и динамички грешке, јер када се користе различите компоненте и принципе изградње уређаја ће имати другачији утицај на њен рад. Детаљније информације могу се наћи у техничкој документацији коју пружа произвођач сваког конкретног уређаја.

пример

Погледајмо АДЦ СЦ9711. Оперативни принцип овог уређаја је комплексна због своје величине и капацитета. Говорећи о посљедњег, треба напоменути да су заиста разноврсна. Тако, на пример, могуће ФРЕКВЕНЦИЈА варира од 10 Хз до 10 МХз. Другим речима, то може да 10 милиона узорака у секунди! А сам уређај није нешто чврсто, и има модуларну конструкцију објекта. Али се обично користи у сложеним апликацијама где треба да ради са великим бројем сигнала.

закључак

Као што можете видети, АДЦ себи имају различите принципе рада. То нам омогућава да изаберете уређај који ће задовољити потребе које произилазе и на тај начин омогућити разумно коришћење расположивих ресурса.