Cosa è un ADC?

Cos'è un ADC?

Definizione di Convertitore Analogico-Digitale

Un Convertitore Analogico-Digitale (ADC) è un dispositivo che trasforma un segnale analogico continuo in un segnale digitale discreto. 

 Processo ADC

• Campionamento e mantenimento

• Quantizzazione e codifica

Campionamento e mantenimento

Nel campionamento e mantenimento (S/H), il segnale continuo viene campionato e mantenuto stabile per un breve periodo. Ciò rimuove le variazioni del segnale di ingresso che potrebbero influire sull'accuratezza della conversione. La frequenza minima di campionamento deve essere almeno doppia della frequenza massima del segnale di ingresso.

Quantizzazione e codifica

Per comprendere la quantizzazione, possiamo esaminare prima il termine Risoluzione utilizzato negli ADC. Questa rappresenta la più piccola variazione nel segnale analogico che risulterà in una variazione nell'uscita digitale. Questo rappresenta effettivamente l'errore di quantizzazione.

V → intervallo di tensione di riferimento

2N → numero di stati

N → numero di bit nell'uscita digitale

La quantizzazione è il processo di suddivisione del segnale di riferimento in diversi livelli discreti, o quanta, e quindi di abbinamento del segnale di ingresso al livello corretto.

La codifica assegna un codice digitale univoco a ciascun livello discreto (quantum) del segnale di ingresso. Il processo di quantizzazione e codifica è dimostrato nella tabella sottostante.

Dalla tabella sopra si può osservare che solo un valore digitale viene utilizzato per rappresentare l'intero intervallo di tensione. Quindi, si verifica un errore, chiamato errore di quantizzazione. Questo è il rumore introdotto dal processo di quantizzazione. Qui l'errore di quantizzazione massimo è

Miglioramento dell'accuratezza dell'ADC

Per migliorare l'accuratezza dell'ADC, vengono comunemente utilizzati due metodi: aumentare la risoluzione e aumentare la frequenza di campionamento. Questo è mostrato nella figura sottostante (figura 3).

Tipi e applicazioni degli ADC

Convertitore a approssimazione successiva: Questo convertitore confronta il segnale di ingresso con l'uscita di un DAC interno ad ogni passo successivo. È il tipo più costoso.

Convertitore a doppia rampa: Ha un'elevata accuratezza ma è molto lento nell'operazione.

Convertitore a pipeline: È lo stesso di un convertitore Flash a due fasi.

Convertitore Delta-Sigma: Ha un'elevata risoluzione ma è lento a causa dell'oversampling.

Convertitore Flash: È il convertitore ADC più veloce ma molto costoso.

Altri: Rampa a gradini, Tensione-Frequenza, Capacità commutata, tracking, Bilanciamento di carica e resolver.

Applicazioni dell'ADC

• Utilizzato insieme al trasduttore.

• Utilizzato nei computer per convertire il segnale analogico in segnale digitale.

• Utilizzato nei telefoni cellulari.

• Utilizzato nei microcontrollori.

• Utilizzato nel trattamento dei segnali digitali.

• Utilizzato negli oscilloscopi a memoria digitale.

• Utilizzato negli strumenti scientifici.

• Utilizzato nelle tecnologie di riproduzione musicale, ecc.