Što je ADC?

Što je ADC?

Definicija analognog-digitalnog pretvarača

Analogni-digitalni pretvarač (ADC) je uređaj koji kontinuirani analogni signal mijenja u diskretni digitalni signal. 

 Proces ADC-a

• Uzorkovanje i zadržavanje

• Kvantizacija i kodiranje

Uzorkovanje i zadržavanje

Pri uzorkovanju i zadržavanju (S/H), kontinuirani signal se uzorkuje i zadržava stabilan na kratko vrijeme. Ovo uklanja varijacije u ulaznom signalu koje bi mogle utjecati na točnost pretvorbe. Minimalna stopa uzorkovanja mora biti dvostruko veća od maksimalne frekvencije ulaznog signala.

Kvantizacija i kodiranje

Za razumijevanje kvantizacije, možemo prvo proći kroz termin Rezolucija korišten u ADC-u. To je najmanja varijacija analognog signala koja će rezultirati varijacijom u digitalnom izlazu. Ovo zapravo predstavlja grešku kvantizacije.

V → Raspon referentne napon

2N → Broj stanja

N → Broj bitova u digitalnom izlazu

Kvantizacija je postupak podjele referentnog signala na nekoliko diskretnih razina ili kvanta, a zatim uparivanje ulaznog signala s točnom razinom.

Kodiranje dodjeljuje jedinstveni digitalni kod svakoj diskretnoj razini (kvantu) ulaznog signala. Proces kvantizacije i kodiranja prikazan je u tablici ispod.

Iz gornje tablice možemo primijetiti da se samo jedna digitalna vrijednost koristi za predstavljanje cijelog raspona napona u intervalu. Stoga će doći do greške, a ta se greška naziva greškom kvantizacije. To je šum uveden procesom kvantizacije. Ovdje je maksimalna greška kvantizacije

Poboljšanje točnosti ADC-a

Za poboljšanje točnosti ADC-a, često se koriste dva metoda: povećanje rezolucije i povećanje stope uzorkovanja. To je prikazano na sljedećem dijagramu (slika 3).

Tipovi i primjene ADC-a

ADC uzastopnog približavanja: Ovaj pretvarač uspoređuje ulazni signal s izlazom unutarnjeg DAC-a u svakom sljedećem koraku. To je najskuplji tip.

Dvostrukog nagiba ADC: Ima visoku točnost, ali je vrlo spor u radu.

Pipeline ADC: Isti je kao dvostepeni Flash ADC.

Delta-Sigma ADC: Ima visoku rezoluciju, ali je spori zbog preuzorkovanja.

Flash ADC: Najbrži ADC, ali vrlo skup.

Ostali: Stepenicasta rampa, napon-na-frekvencija, kapacitivno preključivanje, praćenje, balansiranje nabojki i resolver.

Primjena ADC-a

• Koristi se zajedno s transduktorom.

• Koristi se u računalima za pretvaranje analognog signala u digitalni signal.

• Koristi se u mobilnim telefonima.

• Koristi se u mikrokontrolerima.

• Koristi se u obradi digitalnih signala.

• Koristi se u digitalnim osciloskopima sa memorijom.

• Koristi se u znanstvenim instrumentima.

• Koristi se u tehnologiji reprodukcije glazbe itd.