Kaj je ADC?

Kaj je ADC?

Definicija analognega v digitalni pretvornika

Analogno-digitalni pretvornik (ADC) je naprava, ki spremeni zvezno analogno signal v diskretni digitalni signal. 

 Proces ADC

• Vzorčenje in zadrževanje

• Kvantizacija in kodiranje

Vzorčenje in zadrževanje

Pri vzorčenju in zadrževanju (S/H) se zvezni signal vzorči in za kratko obdobje zadrži. To odstrani variacije vhodnega signala, ki bi lahko vplivale na natančnost pretvorbe. Minimalna hitrost vzorčenja mora biti dvojna največje frekvence vhodnega signala.

Kvantizacija in kodiranje

Za razumevanje kvantizacije lahko najprej preučimo pojem ločljivosti, uporabljen v ADC. To je najmanjša variacija analognega signala, ki bo povzročila variacijo v digitalnem izhodu. To dejansko predstavlja kvantizacijsko napako.

V → Skupaj referenčni napon

2N → Število stanj

N → Število bitov v digitalnem izhodu

Kvantizacija je postopek, pri katerem se referenčni signal razdeli na več diskretnih ravni ali kvantov, nato pa se vhodni signal ujame s pravilno ravnjo.

Kodiranje dodeli edinstveno digitalno kodo vsaki diskretni ravni (kvantu) vhodnega signala. Postopek kvantizacije in kodiranja je prikazan v tabeli spodaj.

Iz zgornje tabele lahko opazimo, da se za predstavitev celotnega obsega napona v intervalu uporablja samo ena digitalna vrednost. Torej, pride do napake, ki se imenuje kvantizacijska napaka. To je šum, ki ga vpelje proces kvantizacije. Tukaj je največja kvantizacijska napaka

Izboljšanje natančnosti ADC

Za izboljšanje natančnosti ADC sta pogosto uporabljena dva metoda: povečanje ločljivosti in povečanje hitrosti vzorčenja. To je prikazano na spodnjem prikazu (slika 3).

Vrste in uporabe ADC-jev

Postopna aproksimacija ADC: Ta pretvornik primerja vhodni signal z izhodom notranjega DAC-ja na vsakem naslednjem koraku. To je najdražja vrsta.

Dvojni nagib ADC: Imajo visoko natančnost, a so zelo počasni v delovanju.

Cevovodni ADC: Je enak kot dva koraka Flash ADC.

Delta-Sigma ADC: Imajo visoko ločljivost, a so počasni zaradi pretirane hitrosti vzorčenja.

Flash ADC: Je najhitrejši ADC, a zelo drag.

Drugo: Stopničasti ramp, napon-v-frekvenca, preklopljeni kondenzator, sledenje, uravnavanje naboja in resolver.

Uporaba ADC

• Uporabljen skupaj z pretvornikom.

• Uporabljen v računalniku za pretvorbo analognega signala v digitalni signal.

• Uporabljen v mobilnih telefoni.

• Uporabljen v mikrokontrollerjih.

• Uporabljen v digitalni obrabi signala.

• Uporabljen v digitalnih osciloskopih z shranjevanjem.

• Uporabljen v znanstvenih instrumentih.

• Uporabljen v tehnologiji reprodukcije glasbe itd.