چه چیزی ADC است

ADC چیست؟

تعریف مبدل آنالوگ به دیجیتال

مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) دستگاهی است که سیگنال آنالوگ پیوسته را به سیگنال دیجیتال گسسته تغییر می‌دهد. 

 فرآیند ADC

• نمونه‌برداری و نگهداری

• کوانتایز و کدگذاری

نمونه‌برداری و نگهداری

در فرآیند نمونه‌برداری و نگهداری (S/H)، سیگنال پیوسته نمونه‌برداری شده و برای مدت کوتاهی ثابت نگهداشته می‌شود. این کار تغییرات در سیگنال ورودی را که می‌تواند دقت تبدیل را تحت تأثیر قرار دهد، حذف می‌کند. نرخ نمونه‌برداری حداقل باید دو برابر فرکانس حداکثر سیگنال ورودی باشد.

کوانتایز و کدگذاری

برای درک کوانتایز، می‌توانیم ابتدا اصطلاح رزولوشن استفاده شده در ADC را مرور کنیم. این کوچکترین تغییر در سیگنال آنالوگ است که منجر به تغییر در خروجی دیجیتال می‌شود. این در واقع خطای کوانتایز را نشان می‌دهد.

V → محدوده ولتاژ مرجع

2N → تعداد حالات

N → تعداد بیت‌ها در خروجی دیجیتال

کوانتایز فرآیند تقسیم سیگنال مرجع به چندین سطح گسسته یا کوانتوم و سپس تطبیق سیگنال ورودی با سطح صحیح است.

کدگذاری یک کد دیجیتال منحصر به فرد به هر سطح گسسته (کوانتوم) سیگنال ورودی اختصاص می‌دهد. فرآیند کوانتایز و کدگذاری در جدول زیر نشان داده شده است.

از این جدول می‌توان دریافت که فقط یک مقدار دیجیتال برای نمایش کل محدوده ولتاژ در یک بازه استفاده می‌شود. بنابراین، خطایی رخ می‌دهد که خطای کوانتایز نامیده می‌شود. این نویزی است که توسط فرآیند کوانتایز معرفی می‌شود. در اینجا خطای کوانتایز حداکثر

بهبود دقت ADC

برای بهبود دقت ADC، دو روش معمولاً استفاده می‌شود: افزایش رزولوشن و افزایش نرخ نمونه‌برداری. این در شکل زیر (شکل ۳) نشان داده شده است.

نوع‌ها و کاربردهای ADC

ADC تقریب متوالی: این تبدیل‌کننده سیگنال ورودی را در هر مرحله متوالی با خروجی یک DAC داخلی مقایسه می‌کند. این گونه گران‌ترین نوع است.

ADC دو شیب: دارای دقت بالا اما در عمل بسیار کند است.

ADC پайپ‌لاین: مشابه یک ADC فلاش دو مرحله‌ای است.

ADC دلتا-سیگما: دارای رزولوشن بالا اما به دلیل نمونه‌برداری فراگیر کند است.

ADC فلاش: سریع‌ترین ADC اما بسیار گران است.

سایر: رمپ پله‌ای، ولتاژ به فرکانس، ظرفیت‌سوئیچ، ردیابی، تعادل بار و رزلوفر.

کاربردهای ADC

• همراه با ترانسدیوسر استفاده می‌شود.

• در کامپیوتر برای تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال استفاده می‌شود.

• در تلفن‌های همراه استفاده می‌شود.

• در میکروکنترلرهای استفاده می‌شود.

• در پردازش سیگنال دیجیتال استفاده می‌شود.

• در اسکوپ‌های ذخیره‌سازی دیجیتال استفاده می‌شود.

• در ابزارهای علمی استفاده می‌شود.

• در فناوری بازتولید موسیقی و غیره استفاده می‌شود.