ADC의 운영의 일반 원칙

의는의 원칙에 기인 할 수있는 문제의 주요 범위를 살펴 보자 아날로그 - 디지털 컨버터 (ADC) 다른 유형의. 순차 계정 연속 밸런싱 - 어떻게이 단어 뒤에있다? 마이크로 컨트롤러의 ADC의 작동 원리는 무엇인가? 이들과 다른 문제는 문서의 틀에서 논의 될 것이다. 처음 세 일반 이론에 전념 할 것이며, 네 번째 자막 그들이 작동하는 방법을 연구한다. 당신은 여러 문헌 ADC 및 DAC 조건을 충족 할 수 있습니다. 이 장치의 작동 원리는 약간 다른, 그래서 그들을 혼동하지 마십시오. DAC에 역방향으로 작동하는 동안 이에 의해, 문서는, 아날로그에서 디지털로의 신호 변환으로 간주 될 것이다.

정의

ADC의 원리를 고려하기 전에, 장치가 무엇인지 알아 보자. 아날로그 디지털 컨버터가 물리량에 대응하는 숫자 표시 장치로 변환되고있다. 그래서 전류, 전압, 정전 용량, 저항, 상기 샤프트의 회전 펄스 레이트 - 초기 파라미터는 거의 모든 작용할 수있다. 그러나 확실성을 위해, 우리는 하나의 전환과 함께 작동합니다. 이 "코드 전압". 이 작품 형식의 선택은 우연이 아니다. ADC가 (이 장치의 동작 원리) 및 기능 후에 사용되는 측정 개념의 종류에 크게 의존한다. 이것은 이전에 설정된 기준에 일정 값을 비교하는 과정을 말한다.

특성 ADC

주요 비트라고하고, 전환율 할 수 있습니다. 첫째 비트를 표현하고, 상기 제 - 샘플 제. 현대적인 아날로그 - 디지털 변환기는 24 비트 또는 GSPS 단위에 제공되는 변환 속도를 가질 수있다. ADC가 동시에 자신의 특성을 하나의 사용을 제공 할 수 있습니다. 클수록 성능, 더 어려운 장치로 작동하고, 그 자체 더 비싸다. 그러나 이점은 기기의 속도를 희생하여 필요한 비트 깊이 성능을 얻을 수 있습니다.

ADC 유형

동작 원리는 장치의 다른 그룹 중에서 변한다. 우리는 다음과 같은 유형을 고려 :

1. 직접 변환입니다.
2. 연속 근사로.
3. 병렬로 변환.
4. 전하 밸런싱 (델타 - 시그마)와 아날로그 - 디지털 변환기.
5. ADC를 통합.

다른 아키텍처의 자신의 특별한 특성이 컨베이어와 결합의 많은 다른 종류가 있습니다. 그들은 그 틈새 장치와 같은 특이 예시적인 역할을하기 때문에 그러나 기사의 틀에서 고려 될 것이다 그 샘플은 관심입니다. 그래서 우리가 ADC의 원리뿐만 아니라 물리적 장치에 대한 의존도를 살펴 보자.

디지털 컨버터에 직접 아날로그

그들은 지난 세기의 60 ~ 70 - 이거 꽤 인기를 끌고있다. 형태의 집적 회로 80으로 일어난다. 그것은 유효 숫자 자랑 할 수없는 원시적 장치 매우 간단합니다. 그들의 능력은 일반적으로 6 ~ 8 비트이며, 속도는 거의 1 GSPS을 초과하지 않습니다.

ADC 이러한 유형의 동작 원리는 비교기의 입력 신호의 플러스 입력에 동시에이다. 음극 단자 전압의 특정 값이다. 그리고, 상기 장치는 그 동작을 결정한다. 이 기준 전압 덕분에 이루어집니다. 우리는 우리가 장치 (8 개) 비교기가 있다고 가정하자. 기준 전압의 ½을 공급하는 경우에만 그 4있게된다. 우선 순위 인코더 형성 이진 코드, 출력 레지스터 및 래치된다. 상대의 강점과 약점이라고 할 수 의이 원칙 있음을 작동하면 고속 장치를 만들 수 있습니다. 그러나 필요한 단어 길이를 얻는 것은 크게 땀한다.

다음 비교기의 수에 대한 일반 식이다 : 2 ^ N. N이 필요에 따라 자릿수를 넣어. 본 앞의 예를 다시 사용할 수 ^ 3 = 8 (2). 셋째, 방전 소계 8 개 비교기이어야한다. 이 먼저 생성 된 ADC의 원칙이다. 매우 편리하지, 그래서 이후에 다른 아키텍처가 있었다.

아날로그 - 디지털 컨버터, 연속 근사

알고리즘 "가중치"여기에 사용됩니다. 이러한 과정에서 작동 단축 장치는 단순히 ADC 연속 청구서에 언급했다. 다음과 같이 작동 원리는 다음과 장치가 상기 입력 신호에 의해 측정 한 후이를 소정의 절차에 따라 생성 된 숫자와 비교된다 :

1. 가능한 반 세트 기준 전압.
2. 신호 크기 한계를 극복 여행 №1 경우, 나머지 값 사이의 중간에 놓여 숫자와 비교된다. 그래서, 우리의 경우는 기준 전압의 ¾이 될 것입니다. 기준 신호가이 도면에 미치지 않으면, 비교는 동일한 원리에 의해 간격의 다른 부분으로 진행한다. 이 예에서는, 기준 전압의 ¼.
3. 2 단계는 우리에게 결과의 N 비트를 제공 N 회 반복되어야한다. 이 비교의 N 번호의 행위 때문이다.

장치의 원리는 연속 근사 ADC와 상대적이다 높은 전환율로 수득 할 수있다. 당신은 간단 볼 수 있으며, 이러한 장치는 다양한 행사에 이상적으로 작동 원리.

병렬 아날로그 - 디지털 변환기

그들은 직렬 장치처럼 작동합니다. 계산식 - (N ^ 2) -1. 경우 이전에 고려, 우리는 (2 ^ 3) -1 비교기가 필요합니다. 동작에 대한 입력 및 개별 기준 전압을 비교를 각각이 장치의 특정 배열을 사용. 병렬 아날로그 - 디지털 변환기는 비교적 빠른 장치이다. 그러나 이러한 장치의 구성의 원리는 그 효율성은 상당한 전력을 필요로 지원하는 것입니다. 따라서, 이들의 사용 부적절 배터리 구동.

아날로그 - 디지털 연속 밸런싱 계산기

그것은 이전 장치와 유사한 방식으로 작동합니다. 따라서, 연속 밸런싱 ADC의 동작을 설명하기 위해, 초보자를위한 동작 원리는 손가락에 문자로 간주됩니다. 이분법의 현상에 따라 이러한 장치에서. 즉, 직렬 비교 최대 값의 특정 부분과 측정 된 값을 행한다. 값의 ½, 1/8, 1/16 등을 할 수 있습니다. 따라서, 아날로그 - 디지털 컨버터는 N 반복 (연속 공정)하는 공정을 수행 할 수있다. N은 비트 ADC와 동일한 것을 특징으로 (이전에 위의 공식에서 보면). 그것은 특히 중요한 성능 기술이다 경우 따라서, 우리는 시간에 상당한 이득이있다. 상당한 속도에도 불구하고, 이러한 장치는 낮은 정적 오류가 특징이다.

아날로그 - 디지털 전하 밸런싱 (델타 - 시그마)와 컨버터

그것은 그것의 작동 원리에 적어도 인해하지 장치의 가장 흥미로운 형태입니다. 이것은 입력 전압이 축적되도록 적분기 비교되는 것으로 이루어진다. 음극 또는 양극 (이 이전 작업의 결과에 따라 다름)가 입력 펄스이다. 따라서, 우리는 아날로그 - 디지털 컨버터는 간단한 추적 시스템이라고 말할 수있다. 그러나 이것은 비교를 위해 단지 예입니다, 그래서 당신은 이해할 수 무엇 델타 - 시그마 ADC를. 운영 시스템의 원리는하지만, 아날로그 - 디지털 컨버터의 효과적인 운영을 위해 충분하지 않습니다. 최종 결과는 디지털 저역 통과 필터를 통과과 0의 끝없는 스트림이다. 그들은 특정 비트 시퀀스를 형성한다. 제 1 및 제 2 차수의 ADC 컨버터 구별.

아날로그 - 디지털 컨버터를 통합

이 기사의 한 부분으로 간주됩니다 후자의 특별한 경우이다. 다음으로, 우리는이 장치의 작동을 설명하지만, 일반적인 수준에 있습니다. 이 ADC는 아날로그 - 디지털 푸시 풀 통합 변환기입니다. 이러한 장치를 충족하려면 할 수 있습니다 디지털 멀티 미터입니다. 그들은 높은 정확도를 제공하는 동시에 잘 간섭을 억제하기 때문에 이것은 놀라운 일이 아니다.

이제 그 동작 원리에 초점을 맞출 수 있습니다. 이것은 입력 커패시터가 일정 시간 충전된다는 사실에있다. 일반적으로,이주기는 전력 소자 (50 또는 60Hz) 전원 주파수이다. 또한 배수가 될 수 있습니다. 따라서, 고주파 잡음이 억제된다. 동시에 결과의 정확도에 전기의 영향 불안정한 전압의 전원을 만들었습니다.

충전 시간은 아날로그 - 디지털 변환기를 종료하면, 용량은 특정 고정 된 속도로 방출하기 시작한다. 내부 카운터 장치는이 과정에서 발생되는 클럭 펄스의 수를 카운트한다. 성능에 큰 시간 간격 따라서, 이상.

ADC의 twostroke 통합은 높은 정확도와이 해상도를. 이에뿐만 아니라, 비교적 단순한 구조의 구성으로, 이들은 칩으로 실행된다. 작품의 이러한 원칙의 주요 단점 - 성능 네트워크에 따라. 그 기능은 주파수 전원 공급 장치 기간의 지속 시간에 연결되어 있음을 기억하십시오.

여기에 어떻게 ADC 이중 통합입니다. 장치의 작동 원리는 아주 복잡하더라도,하지만 품질 지표를 제공한다. 경우에 따라이 단순히 필수적이다.

의 필요한 원칙 APC에게 우리를 선택

의 말을하자, 우리는 특정 작업에 직면하고 있습니다. 그것은 우리의 모든 요구 사항을 충족 할 수 있도록하는 장치를 선택? 먼저, 해상도와 정확성에 대해 이야기하자. 실제로 그들은 두 번째에 매우 약하게 의존하고 있지만 매우 자주 그들은 혼란스러워. 12 비트 아날로그 - 디지털 변환기는 8 비트보다 정확 좋다. 이 경우, 해상도 - 측정 된 신호의 입력 범위에 할당 될 수있는 세그먼트의 양의 척도이다. 따라서, 8 비트 ADC는 ^2-8 = 256와 같은 장치를 가지고있다.

정확도는 - 주어진 입력 전압에 있어야 이상적인 값으로부터의 편차를 구한 총 변환 결과이다. 즉, 첫 번째 매개 변수는 ADC를 가지고있는 잠재력을 특징이며, 두 번째는 우리가 실제로 무엇을 보여줍니다. 따라서 강화할 수 있으며, 높은 정확성으로 인해 요구 사항을 만족한다 (예컨대, 직접 아날로그 - 디지털 컨버터)보다 단순 유형.

그것은 물리적 매개 변수를 계산하고 상호 작용의 수학 공식을 구축하기 시작하는 데 걸리는 무엇의 아이디어가합니다. 다양한 구성 요소 및 장치의 구성의 원리를 사용하는 경우가 성능에 다른 영향을 미칠 수 있기 때문에 중요 그들은 정적 및 동적 오류입니다. 더 자세한 정보는 각각의 특정 장치 제조업체에서 제공하는 기술 문서에서 찾을 수 있습니다.

예

의는 ADC의 SC9711 살펴 보자. 이 장치의 작동 원리 때문에 크기와 용량 복잡하다. 후자의 말하기, 그들이 진정으로 다양 주목해야한다. 따라서, 예를 들어, 가능한 동작 주파수가 10 MHz의 10Hz의 다르다. 즉, 초당 1,000 만 샘플을 만들 수 있습니다! 상기 장치 자체는 고체 일없고, 구조의 모듈 구성을 갖는다. 그러나 일반적으로는 신호 많은 수의 작업에 필요한 복잡한 애플리케이션에 사용된다.

결론

당신이 볼 수 있듯이, ADC는 본질적으로 다른 동작 원리를 가지고있다. 이것은 우리가 발생하는 요구를 충족하고, 따라서 가능한 자원의 합리적인 사용을 허용 할 장치를 선택할 수 있습니다.