Hva er en ADC?

Hva er en ADC?

Definisjon av Analog til Digital Konverter

En Analog til Digital Konverter (ADC) er et enhet som endrer et kontinuerlig analogt signal til et diskret digitalt signal. 

 ADC-prosess

• Samling og beholdning

• Kvantisering og kodering

Samling og beholdning

Ved samling og beholdning (S/H) samles det kontinuerlige signalet og holdes stabil for en kort periode. Dette fjerner variasjoner i inngangssignalet som kan påvirke konverteringsnøyaktigheten. Minste samplingshastighet må være dobbelt så høy som maksimal frekvens i inngangssignalet.

Kvantisering og kodering

For å forstå kvantisering, kan vi først se på begrepet oppløsning som brukes i ADC. Dette er den minste variasjonen i analogt signal som vil resultere i en variasjon i det digitale utgangssignalet. Dette representerer faktisk kvantisasjonsfeilen.

V → Referanse spenningsområde

2N → Antall tilstander

N → Antall bit i digitalt utgangssignal

Kvantisering er prosessen med å dele referansesignalet inn i flere diskrete nivåer, eller kvanta, og deretter matche inngangssignalet til riktig nivå.

Kodering tildeles en unik digital kode til hvert diskrete nivå (kvantum) av inngangssignalet. Prosessen med kvantisering og kodering vises i tabellen nedenfor.

Fra tabellen over kan vi observere at bare én digital verdi brukes til å representere hele spenningsområdet i et intervall. Dermed vil en feil oppstå, og dette kalles kvantisasjonsfeil. Dette er støy introdusert av kvantisasjonsprosessen. Her er den maksimale kvantisasjonsfeilen

Forbedring av ADC-nøyaktighet

For å forbedre ADC-nøyaktighet, brukes vanligvis to metoder: øking av oppløsning og øking av samplingshastighet. Dette vises i figuren nedenfor (figur 3).

Typer og anvendelser av ADC-er

Sukzessiv tilnærming ADC: Denne konverteren sammenligner inngangssignalet med utgangen fra en intern DAC ved hver sukzessiv trinn. Dette er den mest kostbare typen.

Dobbelt helling ADC: Den har høy nøyaktighet, men er veldig treg i operasjon.

Pipeline ADC: Det er det samme som en to-trinns Flash ADC.

Delta-Sigma ADC: Den har høy oppløsning, men er treg på grunn av oversampling.

Flash ADC: Det er den raskeste ADC, men veldig kostbar.

Andre: Trappetrinne rampe, Spenning til Frekvens, Skiftet kapasitiv, sporings, Ladningsbalansering, og resolver.

Anvendelse av ADC

• Brukes sammen med transduceren.

• Brukes i datamaskiner for å konvertere analogt signal til digitalt signal.

• Brukes i mobiltelefoner.

• Brukes i mikrokontrollerer.

• Brukes i digital signalbehandling.

• Brukes i digitale lagringsosilloskop.

• Brukes i vitenskapelige instrumenter.

• Brukes i musikkreproduksjonsteknologi etc.