ADC መካከል የስራ አጠቃላይ መርህ

እስኪ መርህ ነው እውቅና የሚችሉ ጉዳዮች ዋና ክልል እንመልከት አናሎግ-ወደ-ዲጂታል converters (ADCs) የተለያዩ ዓይነቶች. ቅደም መለያ, ተከታታይ ሚዛናዊ - ምን እነዚህን ቃላት በስተጀርባ ይጠብቃቸዋል? ወደ microcontroller ያለውን ADC ያለውን የስራ መርህ ምንድን ነው? እነዚህ እና ሌሎች ጉዳዮች በዚህ ርዕስ ማዕቀፍ ውስጥ ይብራራል. የመጀመሪያዎቹ ሦስት አጠቃላይ ጽንሰ ሐሳብ ላይ እርም ይሆናሉ, እና አራተኛው ንኡስ ርእስ እንዴት እንደሚሰሩና ማጥናት ይሆናል. የተለያዩ ሥነ ADC እና DAC ውል ማሟላት ይችላሉ. ከእነዚህ መሣሪያዎች መካከል የክወና መርህ በመጠኑ የተለየ ነው, ስለዚህ ከእነሱ ግራ አይደለም. በ DAC ጀርባና ውስጥ የሚሰራ ሳለ በመሆኑም ርዕስ, አናሎግ ዲጂታል ወደ ምልክቶች መካከል ልወጣ ተደርጎ ይሆናል.

መግለጫ

ወደ ADC መርህ እንደሆነ ከማየታችን በፊት እስቲ መሳሪያ ነው ነገር ለማወቅ እንመልከት. ዲጂታል converters ወደ የአናሎግ አካላዊ ብዛት አንድ ተጓዳኝ ቁጥራዊ ውክልና ወደ የሚቀየር መሆኑን መሣሪያዎች ናቸው. እንዲሁ ላይ ወቅታዊ, ቮልቴጅ, capacitance, የመቋቋም, ሞራለቢስ መካከል ሽክርክር, ወደ ምትና እና - የመጀመሪያው ግቤት ማንኛውንም ነገር መስራት ይችላሉ. ነገር ግን እርግጠኝነት እንዲኖረው ለማድረግ ሲሉ: እኛ ብቻ አንድ ልወጣ ጋር ይሰራሉ. ይህ "ኮድ ቮልቴጅ". ይህ ሥራ ቅርጸት ምርጫ ድንገተኛ አይደለም. የ ADC (በዚህ መሣሪያ የክወና መርህ) እና ባህሪያት በኋላ ጥቅም ላይ ይውላል የመለኪያ ጽንሰ ምን ዓይነት ላይ በአብዛኛው ጥገኛ ናቸው. ይህ ቀደም የተቋቋመ መስፈርት ጋር አንድ የተወሰነ እሴት በማወዳደር ሂደት ያመለክታል.

ባህርያት ADC

ዋናው ትንሽ ይባላል, እና የልወጣ ተመን ይቻላል. በመጀመሪያ ቢት ውስጥ ገልጸዋል ሲሆን ሁለተኛው - ናሙናዎች ውስጥ ሁለተኛ. ዘመናዊ አናሎግ-ወደ-ዲጂታል converters 24-ቢት ወይም GSPS ክፍሎችን የሚመጣ ያለውን ልወጣ ፍጥነት ሊኖረው ይችላል. የ ADC በተመሳሳይ የእሱ ባህርያት መካከል አንዱ ብቻ አጠቃቀም ጋር ለእርስዎ ማቅረብ የሚችል መሆኑን ልብ ይበሉ. የ የሚበልጥ ያላቸውን አፈጻጸም, ይበልጥ አስቸጋሪ መሣሪያው ጋር ለመስራት, እና ራሱ የበለጠ ውድ ነው. ነገር ግን ጥቅም መሣሪያ ፍጥነት ጥቅም መሥዋዕት በማድረግ አስፈላጊውን ትንሽ ጥልቀት አፈጻጸም ማግኘት ሊሆን ይችላል.

ADC አይነቶች

የስራ መርህ መሣሪያዎች የተለያዩ ቡድኖች መካከል ይለያያል. እኛ የሚከተሉትን ዓይነቶች እንመልከት:

1. ቀጥተኛ ልወጣ ጀምሮ.
2. ተከታታይ approximation ጋር.
3. አንድ ትይዩ ለውጥ ጋር.
4. አንድ ሚዛናዊ ክፍያ (የዴልታ-ሲግማ) ጋር የአናሎግ-ወደ-ዲጂታል መለወጫ.
5. ADC ማዋሃድ.

የተለያዩ ሥነ ሕንፃ የራሳቸውን ልዩ ባህርያት ያላቸው conveyor እና ተጣምሮ ሌሎች በርካታ ዓይነቶች አሉ. እነርሱ የደመ መሣሪያዎች እንዲህ specificity ውስጥ ምሳሌነት ያለው ሚና ይጫወታል ግን ርዕሶች መካከል ማዕቀፍ ውስጥ ተደርጎ ይህም እነዚያን ናሙናዎችን, የፍላጎት ናቸው. ስለዚህ እስቲ ወደ ADC ውስጥ መርህ, እንዲሁም አካላዊ መሣሪያ ላይ ጥገኛ እንመርምር.

ዲጂታል converters በቀጥታ አናሎግ

እነዚህ ባለፈው መቶ ዘመን 60-70 ዎቹና ውስጥ በጣም ታዋቂ ሆነዋል. መልክ የተቀናጀ ወረዳዎች 80 ዎቹ ጋር ምርት ነው. ይህም, ከፍተኛ አኃዝ እመካለሁ አይችልም እንኳ ቀር መሣሪያዎች በጣም ቀላል ነው. ያላቸውን አቅም በተለምዶ 6-8 ቢት ነው, እና ፍጥነት እምብዛም 1 GSPS ይበልጣል.

ADC የዚህ ዓይነት የክወና መርህ መሆኑን comparators ግብዓት ምልክት ያለውን የመደመር ግብዓት ላይ በአንድ ጊዜ ነው. አሉታዊ ተርሚናል ቮልቴጅ ላይ አንድ የተወሰነ እሴት ነው. ከዚያም መሣሪያዎ ክወና ይወስናል. ይህ ማጣቀሻ ቮልቴጅ ምስጋና እንዳደረገ ነው. እስቲ አንድ መሳሪያ የት 8 comparators እንዳላቸው እንገምት. የማጣቀሻ ቮልቴጅ ውስጥ ½ መመገብ ጊዜ ብቻ 4 ከእነርሱ ነቅቷል. ወደ ቅድሚያ መቀየሪያ የተቋቋመ ሁለትዮሽ ኮድ, ውጽዓት ምዝገባ እና latches ነው. አንጻራዊ ጥንካሬ እና ድክመት ሊባል የሚችለው ይህ መርህ መሆኑን ክወና አንተ ከፍተኛ ፍጥነት መሣሪያዎች ለመፍጠር ያስችልዎታል. ነገር ግን የሚፈለገውን ቃል ርዝመት ማግኘት በከፍተኛ አትረበሽ አለበት.

እንደሚከተለው comparators ቁጥር ለማግኘት አጠቃላይ ቀመር ነው: 2 ^ N. N አስፈላጊ ነው ሥር አሃዞች ቁጥር ማስቀመጥ. የታዩ ቀዳሚ ምሳሌ በድጋሚ ጥቅም ላይ ሊውል አይችልም: ^ 3 = 8 2. ሦስተኛ ፈሳሽ ለ ድምር 8 comparators መሆን አለበት. ይህ መጀመሪያ የተፈጠሩት ይህም ADC, መርህ ነው. በጣም አመቺ አይደለም, ስለዚህ በቀጣይነትም ሌላ architecture ነበሩ.

የአናሎግ-ወደ-ዲጂታል converters, ተከታታይ approximation

ስልተ "weighting" እዚህ ላይ ውሏል. እንዲህ ያለ አሰራር ላይ የሚንቀሳቀሱ ማሳጠር መሣሪያዎች, በቀላሉ እንደ ADC ተከታታይ የፍጆታ ጠቅሷል. እንደሚከተለው ክወና መርህ ነው: በመሣሪያው የግቤት ሲግናል የሚለካው ነው, እና ከዚያ አንድ የተወሰነ አሠራር መሠረት የመነጩ ናቸው ያለውን ቁጥሮች ጋር ሲነፃፀር ነው:

1. በተቻለ ግማሽ ስብስቦች የማጣቀሻ ቮልቴጅ.
2. ወደ ምልክት በሬክተር limit ጉዞ №1 ማሸነፍ ከሆነ, ቀሪ VALUE መካከል ሚድዌይ ውሸት የሆነ ቁጥር ጋር ሲነፃፀር ነው. ስለዚህ, በእኛ ሁኔታ ውስጥ የማጣቀሻ ቮልቴጅ መካከል ¾ ይሆናል. የማጣቀሻ ምልክት ይህ ቁጥር አጫጭር ቢወድቅ ከሆነ, ንጽጽር ተመሳሳይ መርህ በ ክፍተት ሌላ ክፍል ጋር ይካሄዳል. በዚህ ምሳሌ ውስጥ, የማጣቀሻ ቮልቴጅ መካከል ከኮሎምቢያ.
3. ደረጃ 2 እኛን ውጤት ያለውን N ቢት ይሰጣል ይህም n ጊዜ, ተደጋጋሚ መሆን አለበት. ይህ ንጽጽሮችን N ቁጥር ምግባር ምክንያት ነው.

የ መዋቅር ይህ መርህ ተከታታይ approximation ADCs ናቸው አንጻራዊ ከፍተኛ መለወጫ ተመን ጋር እንዲያገኙ ያስችላቸዋል. እርስዎ, ቀላል ማየት ይችላሉ, እና እነዚህን መሣሪያዎች ጊዜያት የተለያዩ ተስማሚ ናቸው እንደ የክወና መርህ,.

በትይዩ አናሎግ-ወደ-ዲጂታል converters

እነዚህ ተከታታይ መሣሪያ እንደ ይሰራሉ. የስሌት ቀመር - (2 ^ n) -1. ጉዳዩ ቀደም ተደርጎ ለማግኘት, እኛ (2 ^ 3) -1 comparators ያስፈልገናል. ክወና ለማግኘት ግብዓት እና የግለሰብ ማጣቀሻ ቮልቴጅ ማነጻጸር ይችላሉ እያንዳንዱ እነዚህ መሣሪያዎች, አንድ የተወሰነ የድርድር በመጠቀም. በትይዩ አናሎግ-ወደ-ዲጂታል converters በተገቢው ፈጣን መሣሪያዎች ናቸው. ይሁን እንጂ እነዚህ መሣሪያዎች ግንባታ መርህ እንደሆነ ያላቸውን ውጤታማነት ከፍተኛ ኃይል ይጠይቃል ለመደገፍ ነው. ስለዚህ ውስጥ ያላቸውን ጥቅም አግባብነት ባትሪ-የተጎላበተው.

የአናሎግ-ወደ-ዲጂታል ተከታታይ ሚዛናዊ ጋር መለወጫ

ይህም ከዚህ ቀደም መሣሪያ አድርጎ ተመሳሳይ መንገድ ላይ ይሰራል. ስለዚህ, ተከታታይ ሚዛናዊ ADC አሠራር ለማስረዳት ሲል, ለጀማሪዎች የክወና መርህ ጣቶች ላይ ቃል በቃል ይቆጠራል ይሆናል. ወደ ምንታዌነት ያለውን ክስተት ላይ የተመሠረተ በእነዚህ መሣሪያዎች ላይ. በሌላ አነጋገር, ተከታታይ ንጽጽር ከፍተኛ ዋጋ የተወሰነ ክፍል ጋር ይለካል ዋጋ እየታየ ነው. እሴቶች ½, 1/8, 1/16 እንዲሁ ላይ መውሰድ ይችላሉ. ስለዚህ, አናሎግ-ወደ-ዲጂታል መለወጫ N ድግግሞሾች (ተከታታይ እርምጃዎች) ሂደት ማከናወን ይችላሉ. N ያለውን ትንሽ ADC እኩል በውስጧ (ቀደም ሲል ከላይ ቀመሮች ተመልከቱ). ይህ በተለይ ጠቃሚ አፈጻጸም ቴክኒክ ከሆነ በመሆኑም, ጊዜ ውስጥ አንድ ከፍተኛ ጥቅም አላቸው. ወደ ከፍተኛ ፍጥነት ቢሆንም, እነዚህ መሣሪያዎች ደግሞ ዝቅተኛ የማይንቀሳቀስ ስህተት ባሕርይ ነው.

የአናሎግ-ወደ-ዲጂታል ክፍያ ሚዛኑን (የዴልታ-ሲግማ) ጋር converters

ይህም በውስጡ ክወና መርህ ላይ ቢያንስ ምክንያት አይደለም መሣሪያ በጣም የሚስብ አይነት ነው. ይህ ግቤት voltages የሚከማቸውን integrator ዘንድ ሲነጻጸር መሆናቸውን ውስጥ ያካትታል. አሉታዊ ወይም አዎንታዊ polarity (ይህም ካለፈው የክወና ውጤት ላይ ይወሰናል) ጋር የግብዓት በጥራጥሬ ናቸው. በመሆኑም, እኛ እንዲህ ከአናሎግ ወደ ዲጂታል መለወጫ ቀላል መከታተያ ስርዓት ነው ማለት እንችላለን. ግን ይህ ንጽጽር ያህል ብቻ አንድ ምሳሌ ነው, ስለዚህ መረዳት እንችላለን ምን ደልታ-ሲግማ ADC. ክወና ሥርዓት መርህ, ነገር ግን ከአናሎግ ወደ ዲጂታል መለወጫ ላይ ውጤታማ ክወና በቂ አይደለም. መጨረሻ ውጤቱ ዲጂታል ዝቅተኛ-ማለፊያ ማጣሪያ በኩል ይሄዳል ይህም ሰዎች እና ዜሮዎችን አንድ ማለቂያ ዥረት ነው. እነዚህ አንድ ትንሽ ቅደም ይፈጥራሉ. የመጀመሪያ እና ሁለተኛ ትዕዛዝ ADC converters መለየት.

አናሎግ-ወደ-ዲጂታል መለወጫ ማካተት

ይህ ርዕስ አካል ሆኖ ይቆጠራል ይህም በኋለኛው, አንድ ልዩ ሁኔታ ነው. በመቀጠልም እነዚህ መሣሪያዎች አሠራር ለመግለጽ, ግን አጠቃላይ ደረጃ ላይ ይሆናል. ይህ ADC አናሎግ-ወደ-ዲጂታል የግፋ-ጉተታ ውህደት ጋር መለወጫ ነው. እንዲህ ያለ መሣሪያ ለመገናኘት ሊሆን ይችላል ዲጂታል multimeter. እነዚህ ከፍተኛ ትክክለኛነት ማቅረብ እና በተመሳሳይ ጊዜ ላይ በደንብ ጣልቃ ለማፈን ምክንያቱም ይህ የሚያስገርም አይደለም.

አሁን ያለው ክወና በውስጡ መርህ ላይ ትኩረት እናድርግ. ይህ የግቤት capacitor መርጊያ ጊዜ እንዲከፍሉ መሆኑን እውነታ ውስጥ ተያዘ. በተለምዶ: ይህንን ጊዜ ይህም ኃይሎች መሣሪያው (50 Hz ወይም 60 Hz) ስለ ህንጻዉን ድግግሞሽ አንዱ ነው. በተጨማሪም ብዜት መሆን ይችላል. በመሆኑም, ከፍተኛ ድግግሞሽ ጫጫታ መጨፍለቃቸው. በተመሳሳይ ውጤት ትክክለኛነት ላይ ኤሌክትሪክ ተጽዕኖ ያልተረጋጋ ቮልቴጅ ኃይል ምንጭ ትፈራርሳለች.

የ መሙያ ጊዜ አናሎግ-ዲጂታል መለወጫ ሲያልቅ ጊዜ capacitor አንድ የተወሰነ ቋሚ ፍጥነት ጋር የሚያራግፍ ይጀምራል. የውስጥ አጸፋዊ መሣሪያ በዚህ ሂደት ወቅት የመነጨ ናቸው የሰዓት በጥራጥሬ ቁጥር ይቆጥራል. አፈጻጸም የባሰ, ጊዜ ክፍተት በመሆኑም ረዘም.

ADC twostroke ውህደት ከፍተኛ ትክክለኛነት እና አለን አይቻልም. ምክንያት ይህ, እንዲሁም በአንፃራዊ ሁኔታ ሲታይ ቀላል መዋቅር ግንባታ, እነሱ ቺፕ እንደ የተገደለው ናቸው. ሥራ እንዲህ ያለ መርህ ዋናው የሚያሳስብ ነው - አፈጻጸም አውታረ መረብ ላይ የሚወሰን. በውስጡ ችሎታዎች ድግግሞሽ ኃይል አቅርቦት ክፍለ ጊዜ ቆይታ ጋር የተሳሰሩ መሆኑን አስታውስ.

እዚህ እንዴት ADC ድርብ ውህደት ነው. የመሣሪያው የክወና መርህ ይህም በጣም ውስብስብ ነው እንኳ ቢሆንም, ነገር ግን ጥራት ጠቋሚዎች ያቀርባል. በአንዳንድ ሁኔታዎች, ይህ በቀላሉ አስፈላጊ ነው.

የሚያስፈልጉ መርህ ጋር APC እኛን ይምረጡ

የአምላክ ይላሉ እናድርግ, እኛ አንድ የተወሰነ ተግባር ጋር እንገደዳለን. የእኛ ፍላጎት በሙሉ ማሟላት እንዲችሉ የትኛው መሳሪያውን እንዲመርጡ? በመጀመሪያ, እስቲ ጥራት እና ትክክለኛነት እንነጋገር. በተግባር እነሱም በሁለተኛው በአንድ ላይ በጣም በደካማነት ጥገኛ ቢሆንም በጣም ብዙ ጊዜ እነሱ, ግራ ናቸው. 12-ቢት አናሎግ-ወደ-ዲጂታል መለወጫ በ 8-ቢት ያነሰ ትክክለኛ ሊሆን እንደሚችል ልብ ይበሉ. በዚህ ሁኔታ, ጥራት - የ የሚለካው ምልክት ግብዓት ክልል ወደ የተመደበ ይችላል ክፍሎች መካከል ብዛት አንድ መለኪያ ነው. በመሆኑም, 8-ቢት ADC ነሐሴ ² = 256 እንደዚህ መለኪያዎች ይወርሳሉ.

ትክክለኛነት - በአንድ የተወሰነ ግቤት ቮልቴጅ ላይ መሆን አለበት ይህም አመቺ እሴቶች, ከ መዛባት ከተገኘው ጠቅላላ ልወጣ ውጤት ነው. ይህ የመጀመሪያው መለኪያ ወደ ADC ያለውን እምቅ ባሕርይ ነው, እና ሁለተኛው እኛ በተግባር ነገር ያሳያል. ስለዚህ እኛ እስከ መሻገር እንችላለን እና ከፍተኛ ትክክለኛ ምክንያት መስፈርቶች ማሟላት ይሆናል ይህም (ለምሳሌ, ቀጥተኛ አናሎግ-ወደ-ዲጂታል converters) ይበልጥ ቀላል አይነት,.

ይህም አካላዊ ልኬቶችን ማስላት እና መስተጋብር አንድ የሂሳብ ቀመር ለመገንባት ለመጀመር የሚወስደው ምን አንድ ሐሳብ እንዲኖራቸው. የተለያዩ አካሎች እና የመሳሪያውን ግንባታ መመሪያዎች በመጠቀም ጊዜ አፈጻጸሙ ላይ የተለየ ተፅዕኖ ይኖረዋል ምክንያቱም ጠቃሚ እነሱ የማይንቀሳቀስ እና ተለዋዋጭ ስህተቶች ናቸው. ተጨማሪ ዝርዝር መረጃዎችን በእያንዳንዱ የተወሰነ መሣሪያ ውስጥ በአምራቹ የሚቀርቡ የቴክኒክ ሰነድ ውስጥ ሊገኙ ይችላሉ.

ምሳሌ

እስቲ ADC SC9711 እንመልከት. የዚህ መሣሪያ ስርዓተ መርህ ምክንያት መጠኑን እና አቅም መካከል ውስብስብ ነው. ሁለተኛውን ሲናገር እነርሱ በእርግጥ የተለያየ ነው መሆኑ መታወቅ አለበት. ስለዚህም: ለምሳሌ ያህል, በተቻለ የክወና ድግግሞሽ 10 ሜኸዝ 10 Hz ይለያያል. በሌላ አነጋገር, በሴኮንድ 10 ሚሊዮን ናሙናዎች ማድረግ ትችላለህ! እና መሣሪያው በራሱ ጠንካራ የሆነ ነገር አይደለም, እና አወቃቀር አንድ ሰታንዳርድ ግንባታ አለው. ነገር ግን ብዙውን ጊዜ እናንተ ምልክቶችን በርካታ ቁጥር ጋር መስራት ይኖርብሃል ቦታ ውስብስብ መተግበሪያዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል.

መደምደሚያ

ከዚህ ማየት እንደምትችለው, ADCs በባህሪው ክወና የተለያየ መርሆዎች አላቸው. ይህ ለእኛ የሚነሱ ፍላጎቶች ለማሟላት እንዲሁም የሚገኙ ሀብቶች ምክንያታዊ ለመጠቀም ያስችላል መሳሪያ ለመምረጥ ያስችልዎታል.