Co je ADC?
Co je ADC?
Definice Analogově-Digitálního Převodníku
Analogově-digitalní převodník (ADC) je zařízení, které mění spojitý analogový signál na diskrétní digitální signál.
Proces ADC
Vzorkování a držení
Kvantizace a kódování
Vzorkování a držení
Při vzorkování a držení (S/H) se spojitý signál vzorkuje a krátce udržuje v pevném stavu. Tím se odstraní fluktuace vstupního signálu, které by mohly ovlivnit přesnost převodu. Minimální vzorkovací frekvence musí být alespoň dvakrát vyšší než maximální frekvence vstupního signálu.
Kvantizace a kódování
Pro pochopení kvantizace můžeme nejprve projít termínem rozlišení používaným v ADC. Jedná se o nejmenší změnu analogového signálu, která způsobí změnu v digitálním výstupu. To ve skutečnosti reprezentuje kvantizační chybu.
V → Rozsah referenčního napětí
2N → Počet stavů
N → Počet bitů v digitálním výstupu
Kvantizace je proces dělení referenčního signálu na několik diskrétních úrovní, nebo kvant, a pak přiřazení vstupního signálu k správné úrovni.
Kódování přiřazuje jedinečný digitální kód každé diskrétní úrovni (kvantu) vstupního signálu. Proces kvantizace a kódování je ukázán v následující tabulce.
Z následující tabulky můžeme pozorovat, že pro reprezentaci celého rozsahu napětí v intervalu se používá jen jeden digitální hodnota. Tedy dojde k chybě, kterou nazýváme kvantizační chyba. Toto je šum způsobený procesem kvantizace. Maximální kvantizační chyba je
Zlepšení přesnosti ADC
Pro zlepšení přesnosti ADC se často používají dva metody: zvyšování rozlišení a zvyšování vzorkovací frekvence. To je znázorněno na následujícím obrázku (obrázek 3).
Typy a aplikace ADC
Postupná aproximace ADC: Tento převodník porovnává vstupní signál s výstupem interního DAC v každém následujícím kroku. Je to nejdražší typ.
Dvojsklonový ADC: Má vysokou přesnost, ale je velmi pomalý v provozu.
Rourkový ADC: Je stejný jako dvoustupňový Flash ADC.
Delta-Sigma ADC: Má vysoké rozlišení, ale je pomalý kvůli převzorkování.
Flash ADC: Je nejrychlejší ADC, ale velmi drahý.
Ostatní: Schodičový rampový, Napětí-na-frekvenci, Přepínací kondenzátor, sledovací, Zvyšování náboje a resolver.
Aplikace ADC
Používá se spolu s převodníkem.
Používá se v počítačích pro převod analogového signálu na digitální signál.
Používá se v mobilních telefonech.
Používá se v mikrokontrolerech.
Používá se v digitálním zpracování signálů.
Používá se v digitálních osciloscopech.
Používá se v vědeckých přístrojích.
Používá se v technologii reprodukce hudby atd.
