Що таке ADC?

Що таке ADC?

Визначення аналогово-цифрового перетворювача

Аналогово-цифровий перетворювач (ADC) — це пристрій, який перетворює неперервний аналоговий сигнал на дискретний цифровий сигнал. 

 Процес ADC

• Взяття проб та утримання

• Квантування та кодування

Взяття проб та утримання

При взятті проб та утриманні (S/H) неперервний сигнал відбирається та утримується стабільним протягом короткого періоду. Це видаляє коливання входного сигналу, які можуть вплинути на точність перетворення. Мінімальна частота взяття проб повинна бути удвічі вищою за максимальну частоту входного сигналу.

Квантування та кодування

Для розуміння квантування спочатку розглянемо термін Роздільність, який використовується в ADC. Це найменша варіація аналогового сигналу, яка призведе до зміни цифрового виходу. Це насправді представляє квантову помилку.

V → Діапазон опорного напруги

2N → Кількість станів

N → Кількість бітів у цифровому виході

Квантування — це процес поділу опорного сигналу на декілька дискретних рівнів або квантів, а потім зіставлення входного сигналу з правильним рівнем.

Кодування присвоює унікальний цифровий код кожному дискретному рівню (кванту) входного сигналу. Процес квантування та кодування демонструється в таблиці нижче.

З таблиці ми можемо побачити, що лише одне цифрове значення використовується для представлення всього діапазону напруги в інтервалі. Таким чином, виникає помилка, яка називається квантовою. Це шум, введений процесом квантування. Тут максимальна квантова помилка становить

Покращення точності ADC

Для покращення точності ADC зазвичай використовуються два методи: збільшення роздільної здатності та збільшення частоти взяття проб. Це показано на малюнку нижче (мал. 3).

Типи та застосування ADC

Послідовне наближення ADC: Цей перетворювач порівнює входний сигнал з виходом внутрішнього DAC на кожному послідовному кроці. Це найдорожчий тип.

Двосхилистий ADC: Він має високу точність, але дуже повільний у роботі.

Каскадний ADC: Це те саме, що і двокроковий Flash ADC.

Delta-Sigma ADC: Він має високу роздільну здатність, але повільний через перевищення частоти взяття проб.

Flash ADC: Це найшвидший ADC, але дуже дорогий.

Інші: Ступіньковий підйом, Напруга-частота, Перемиканий конденсатор, трекінг, Збалансування заряду, резольвер.

Застосування ADC

• Використовується разом з трансдуктором.

• Використовується в комп'ютерах для перетворення аналогового сигналу на цифровий.

• Використовується в мобільних телефонів.

• Використовується в мікроконтролерах.

• Використовується в цифровій обробці сигналів.

• Використовується в цифрових осцилографах.

• Використовується в наукових приладах.

• Використовується в технологіях відтворення музики тощо.