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.