Điều gì là ADC?

ADC là gì?

Định nghĩa về Bộ Chuyển đổi Analog sang Digital

Bộ Chuyển đổi Analog sang Digital (ADC) là thiết bị chuyển đổi tín hiệu tương tự liên tục thành tín hiệu số rời rạc. 

 Quá trình ADC

• Lấy mẫu và Giữ

• Lượng tử hóa và Mã hóa

Lấy mẫu và Giữ

Trong quá trình Lấy mẫu và Giữ (S/H), tín hiệu liên tục được lấy mẫu và giữ ổn định trong một khoảng thời gian ngắn. Điều này loại bỏ các biến đổi trong tín hiệu đầu vào có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của quá trình chuyển đổi. Tần suất lấy mẫu tối thiểu phải gấp đôi tần số tối đa của tín hiệu đầu vào.

Lượng tử hóa và Mã hóa

Để hiểu về lượng tử hóa, chúng ta có thể đi qua thuật ngữ Độ phân giải được sử dụng trong ADC. Đó là sự thay đổi nhỏ nhất trong tín hiệu tương tự sẽ dẫn đến sự thay đổi trong tín hiệu số đầu ra. Điều này thực sự đại diện cho lỗi lượng tử hóa.

V → Phạm vi điện áp tham chiếu

2N → Số trạng thái

N → Số bit trong tín hiệu số đầu ra

Lượng tử hóa là quá trình chia tín hiệu tham chiếu thành nhiều mức rời rạc, hoặc quanta, sau đó so khớp tín hiệu đầu vào với mức chính xác.

Mã hóa gán một mã số duy nhất cho mỗi mức rời rạc (quantum) của tín hiệu đầu vào. Quá trình lượng tử hóa và mã hóa được minh họa trong bảng dưới đây.

Từ bảng trên, chúng ta có thể thấy rằng chỉ có một giá trị số được sử dụng để đại diện cho toàn bộ phạm vi điện áp trong một khoảng. Do đó, sẽ xảy ra lỗi và nó được gọi là lỗi lượng tử hóa. Đây là nhiễu do quá trình lượng tử hóa gây ra. Trong trường hợp này, lỗi lượng tử hóa tối đa là

Cải thiện Độ chính xác của ADC

Để cải thiện độ chính xác của ADC, hai phương pháp thường được sử dụng: tăng độ phân giải và tăng tần suất lấy mẫu. Điều này được thể hiện trong hình dưới đây (hình 3).

Các Loại và Ứng dụng của ADCs

ADC Khoảng cách Tiếp cận Liên tiếp: Bộ chuyển đổi này so sánh tín hiệu đầu vào với đầu ra của DAC nội bộ ở từng bước tiếp theo. Đây là loại đắt nhất.

ADC Hai Độ dốc: Nó có độ chính xác cao nhưng hoạt động rất chậm.

ADC Đường ống: Tương tự như ADC Flash hai bước.

ADC Delta-Sigma: Nó có độ phân giải cao nhưng chậm do quá trình lấy mẫu quá mức.

ADC Flash: Đây là ADC nhanh nhất nhưng rất đắt.

Khác: Ramp bậc thang, Điện áp-to-Tần số, Dung lượng ngắt, theo dõi, Cân bằng điện tích, và resolver.

Ứng dụng của ADC

• Được sử dụng cùng với cảm biến.

• Được sử dụng trong máy tính để chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số.

• Được sử dụng trong điện thoại di động.

• Được sử dụng trong bộ điều khiển vi xử lý.

• Được sử dụng trong xử lý tín hiệu số.

• Được sử dụng trong máy đo dao động số.

• Được sử dụng trong các thiết bị khoa học.

• Được sử dụng trong công nghệ tái tạo âm nhạc v.v.