ADC иш жалпы принцип

Кудайдын мыйзамы менен түшүндүрсө болот маселелердин негизги аралыкта карап көрөлү окшош санариптик өзгөрткүчтөрдүн (ADCs) ар кандай түрлөрү. Ырааттуу түрдө, кийинки салмак - кандай бул сөздөрдүн артында турат? microcontroller боюнча ADC жумушчу принцип деген эмне? Ушул жана башка маселелер макалада алкагында талкууланат. Биринчи үч жалпы теориясы арналган, ошондой эле төртүнчү субтитр менен көрүү, алар кантип иштеп чыгабыз. Сиз ар кандай адабият ADC жана DAC шарттарга жооп берет. Бул түзүлүштөрдүн иштешине негизги бир аз башкача болот, ошондуктан, аларды аралаштырып жок. Ошентип, макалада DAC тескерисинен иштеп, ал эми санариптик аналогдук сигналга айландыруу каралат.

определение

ADC ынанымын талкуулоодон мурун түзмөк эмне болгонун карап көрөлү. санариптик өзгөрткүчтөрдүн аналогдук физикалык саны тиешелүү Сандык өкүлчүлүк айландырылат түзүлүштөр кирет. баштапкы параметр дээрлик эч иш-аракет кыла алат - агымын, Voltage, сыйымдуулугу, каршылык, чырактандын айлануусун, жүрөктүн кагуусунун тездешине жана башка. Бирок, так болушу үчүн, биз бир гана кайрылуу менен иш алып барат. Бул "коду чыңалуу". Бул иш үлгүдөгү тандоо кокусунан эмес. ADC кийин (бул түзмөктө иш принцип) жана анын өзгөчөлүктөрү колдонулат өлчөө түшүнүгүнүн кандай көз каранды болгон. Бул мурда белгиленген ченемдерге бир баасын салыштыруу жөнүндө сөз кылат.

мүнөздөмөсү ADC

негизги аз деп айтууга болот, жана кайра курсу. Биринчи бит айтылган, ал эми экинчиси - үлгүлөрдү экинчи. Азыркы окшош санариптик өзгөртүүчүлөр GSPS бөлүмдөрүнүн келгенде 24-биттик же өзгөртүү ылдамдыгын, болушу мүмкүн. ADC эле учурда, анын өзгөчөлүктөрүн бир гана пайдалануу менен камсыз болот деп белгилешет. жогору, алардын аткаруу, дагы аппарат менен иштөө үчүн татаал, өзү кымбат. Ал эми пайдалуу аспап ылдамдыгын курмандыкка зарыл бит тереңдик аткарууну алуу үчүн болушу мүмкүн.

ADC түрлөрү

иш принцип түзмөктөрдүн ар кандай топторунун арасында өзгөрөт. Биз төмөнкү түрлөрүн карап:

1. түздөн-түз кайра тартып.
2. кийинки бюонча менен.
3. параллелдүү которуу менен.
4. Окшош санариптик кечирүү салмактуулук заряддуу (Delta-Сигма).
5. ADC ойношот.

ар кандай архитектура өздөрүнүн өзгөчө мүнөздөмөлөргө ээ көптөгөн Conveyor жана аралаш башка түрлөрү бар. Ал эми макаланын алкагында каралат ошол үлгүлөр, алар багытталган аппараттардын мындай өзгөчөлүгү үлгүлүү ролду ойнойт, анткени кызыктуу болушу мүмкүн. Андыктан, келгиле, ADC берүү ынанымын мыйзам, ошондой эле дене түзүлүш боюнча көз карандылыгын карап көрөлү.

санариптик өзгөрткүчтөрдүн тике аналогдук

Алар өткөн кылымдын 60-70-жылдары абдан эле популярдуу болуп калды. түрүндө интегралдык микросхемалардын 80 менен өндүрүлөт. Бул маанилүү сандар менен мактана албайт, ал тургай, алгачкы аппараттар, өтө жөнөкөй. Алардын кубаттуулугу адатта 6-8 бит жана ылдамдыгы сейрек 1 GSPS ашат.

ADC бул түрү боюнча иш принцип Салыштыргычтар кирүүчү сигналга кошумча ресурстар үчүн бир эле убакта болуп саналат. терс терминал кубатуулуктагы бир наркы болуп саналат. Анан аппарат анын ишин аныктайт. Бул шилтеме кубатуулуктагы ыраазычылык жасалат. Келгиле, 8 Салыштыргычтар аппарат бар деп элестетели. шилтеме, түзүмтүү ½ азыктанып алганда, алардын ичинен 4 гана иштетилет. артыкчылыктуу коддогуч пайда бинардык кодду чыгаруу реестри жана Мындай тыянактарга келет. Салыштырмалуу күчтүү жана алсыз деп айтууга болот , бул принцип ошол иш үчүн жогорку ылдамдыктагы түзмөктөрдү түзүүгө мүмкүндүк берет. Бирок керектүү сөз узундугун алууга катуу тердеп жазыла элек.

салыштыргычтарды саны боюнча жалпы формула төмөнкүчө чагылдырууга болот: 2 ^ N. N зарыл ылайык орундуу санды үчүн. Viewed мурунку үлгүсү кайрадан колдонсо болот: ^ 3 = 8 2. үчүнчү агызуу үчүн Арадагы 8 Салыштыргычтар болушу керек. Бул биринчи жаратылган ADC, негизги болуп саналат. абдан ыңгайлуу эмес, кийинчерээк башка архитектура бар болчу.

Окшош санариптик өзгөрткүчтөрдүн, кийинки жакындаштыруу

Алгоритм "салмагы" Бул жерде колдонулган. Мындай жол-жобосун иштеп кыскартып аппараттар, жөн эле ADC кийинки мыйзам деп аталат. иш-принцип төмөнкүчө чагылдырууга болот: түзмөк киргизүү сигнал менен бааланат, ал эми андан кийин белгилүү бир тартипте түзүлгөн, сан менен салыштырса болот:

1. мүмкүн болгон жарым жыйындары шилтеме чыңалуу.
2. белги баллга жеткен чеги маршруту №1 басып алса, ал калган наркынын ортосундагы өзүнчө жайгашкан бир катар менен салыштырса болот. Ошондуктан, биздин учурда ал маалымдама түзүмтүү ¾ болот. шилтеме сигнал Бул сандын чыкпай калса, салыштыруу эле негизинен менен аралыгында дагы бир бөлүгү менен жүргүзүлөт. Бул мисалда, шилтеме, түзүмтүү ¼.
3. 2-кадам бизге натыйжасында N жеткирип берем н жолу кайталанышы керек. Бул салыштыруу N санынын жүрүм-туруму менен байланыштуу.

аппаратынын Бул принцип кийинки жакындаштыруу ADCs болуп салыштырмалуу жогорку өзгөртүү чен менен алууга мүмкүндүк берет. Эгер, жөнөкөй жана бул аппараттар жолу ар идеалдуу болуп көрүп тургандай иш-принцип.

Жарыш окшош санариптик өзгөрткүчтөрдүн

Алар бир катар аппарат болуп иштейт. Эсептөө ыкмасы - (2 ^ н) -1. иши мурда болуп эсептелет, биз муктаж (2 ^ 3) -1 салыштыргычтардан. бул түзмөктөрдүн белгилүү бир катар менен иштетүү үчүн, амалын жана жеке шилтеме Voltage салыштырууга болот, алардын ар бири. Жарыш окшош санариптик өзгөртүүчүлөр кыйла тез ыкмасы болуп эсептелет. Бирок, бул түзүлүштөрдү куруунун принцип алардын натыйжалуулугун кыйла күчтү талап кылат колдоо көрсөтүү болуп саналат. Ошондуктан, аларды колдонуу туура эмес болгон батареядан-иштейт.

Окшош санариптик алмаштыргыч кийинки балансташтырып

Бул мурунку түзмөк катары да ушундай эле жол менен иш алып барат. Ошондуктан, кийинки балансты ADC ишин түшүндүрүү үчүн, үйрөнчүктөр үчүн иш принцип бармактарына түзмө-түз каралат. эки башка көрүнүш негизинде бул аппараттарда. Башка сөз менен айтканда, сериялык салыштыруу максималдык баалоодон кайсы бир бөлүгү менен өлчөнгөн маанисин жүзөгө ашырылат. баалуулуктар ½, 1/8, 1/16 ж.б.у.с. болушу мүмкүн. Ошондуктан, окшош-санариптик кечирүү N сапарлардын (кийинки кадамдар) үчүн ишке ашыра алат. N бит ADC барабар Анда (мурда жогоруда акысы карап). Демек, бул өзгөчө маанилүү аткаруу ыкмасы болсо, анда биз, убакыттын өтүшү менен бир топ пайда бар. өтө тездик карабастан, бул аппараттар да төмөн статикалык ката менен мүнөздөлөт.

Окшош санариптик өзгөрткүчтөрдүн салмактуулук айып менен (Delta-сигма)

Бул анын иштөө негиздерине байланыштуу жок дегенде эмес, аппараттын абдан кызыктуу түрү болуп саналат. Бул киргизүү тирешүүлөрдүн топтолгон интегратор ушунчалык салыштырганда деп турат. терс же оң уюлдуу (мурдагы иштөөсүнүн натыйжасында көз каранды болот) менен киргизүү крупа болуп саналат. Ошентип, биз ушундай окшош санариптик кечирүү жөнөкөй байкоо системасы деп айта алабыз. Бирок, бул салыштыруу үчүн бир мисалы болуп саналат, ошондуктан, түшүнө алат эмне Delta-Сигма ADC. операция системасын принцип, бирок, окшош-санариптик алмаштыргыч натыйжалуу жүзөгө ашыруу үчүн жетиштүү эмес. натыйжада санариптик аз ашуу чыпка аркылуу адамдарды жана нөл болсо чексиз агымы болуп саналат. Алар бир аз тизмегин түзөт. Биринчи жана экинчи тартиптеги ADC түзгүчтөрдү ажырата.

Аналогдук-а-санариптик алмаштыргыч киргизүү

Бул макалада бир бөлүгү катары каралат экинчилери, өзгөчө окуя болуп саналат. Кийинки, биз бул түзмөктөрдүн ишин сүрөттөп, ал эми жалпы денгээлине. Бул ADC түртүү-беттик бириктирүү менен окшош санариптик алмаштыргыч болуп саналат. , мындай бир аппаратты тосуп болот санариптик multimeter. Бул жогорку тактыгын камсыз кылуу, анткени, ошол эле учурда, ошондой эле кийлигишүүнү токтотууга, калыштуу эмес.

Эми жана анын негизинде карап чыгалы. Бул киргизүү емкостный белгиленген убакытта төлөнүүгө жатат. Эреже катары, бул мөөнөт на жыштыгы турган ыйгарым аппаратты (50 Hz же 60 Hz) бири болуп саналат. Ошондой эле бир нече болушу мүмкүн. Ошентип, көп-жыштыктуу чуу тыюу салынат. Ошол эле учурда натыйжасында аныктыгына электр таасири туруксуз кубаттуулуктагы электр булагы тагышкан.

Акысыз убакыт аналогдук-санариптик өткөргүч аяктаса, емкостный бир туруктуу ылдамдык менен аткаруу баштайт. Ички каршы түзмөк бул учурунда түзүлгөн саат буурчак санын эсептейт. Алсак, узак убакыт аралыгы, көп аткаруу.

ADC twostroke бириктирүү жогорку тактык бар токтом. Бул, ошондой эле салыштырмалуу жөнөкөй структурасын куруу үчүн, алар бир буюм катары жүзөгө ашырылат. иштин мындай негизинен негизги жетишпеген жагы - аткаруу тармагы боюнча көз каранды. анын мүмкүнчүлүктөрү жыштык электр менен жабдуу мезгилинин узактыгы менен байланышы бар экенин унутпайлы.

Бул жерде ADC эки киргизүү керек. Аспаптын иш-принцип бул абдан татаал болсо да, бирок, бул сапат көрсөткүчтөрүн камсыз кылат. Кээ бир учурларда, бул жөн гана мааниге ээ.

Тандоо КАП зарыл негизинен менен

айталы, биз белгилүү бир тапшырманы дуушар болууда. биздин бардык муктаждыктары деп аппаратты кайсы тандоо керек? Биринчиден, токтомдун жана тактык жөнүндө ой жүгүртүп көрөлү. Абдан көп, алар иш жүзүндө алар экинчи бир абдан Чабал көз каранды болсо да, аз. 12-бит окшош санариптик алмаштыргыч 8-бит караганда анча так эмес болушу мүмкүн. Бул учурда, чечим - сегменттеринин саны бир чара өлчөнгөн белги киргизүү аралыгында берилиши мүмкүн. Ошентип, 8-биттик ADC 2 ⁸ = 256 ушундай бирдик бар.

Баллдын - бир киргизүү кубатуулуктагы болушу керек идеалдуу баалуулуктардын, жалпы өзгөртүү натыйжасы четтөөлөрдү алынган болуп саналат. Башкача айтканда, биринчи параметр ADC бар дараметин мүнөздөйт, экинчиси, биз иш жүзүндө бар экенин көрсөтүп турат. Ошондуктан, биз аны жогорку тактыкта байланыштуу талаптарына жооп берет кадам жана жөнөкөй түрү (мисалы, түз окшош санариптик өзгөртүүчүлөр) болот.

аны физикалык параметрлерди эсептөө жана өз ара аракеттенүү боюнча математикалык болуш курууну баштоо үчүн эмне жөнүндө түшүнүккө ээ. аспап куруу ар кандай компоненттерин жана эрежелерин колдонуп, анткени алар өз ишинин натыйжалары жөнүндө ар кандай таасирин тийгизет маанилүү, алар, статикалык жана динамикалык каталар бар. Толук маалымат бул ар бир конкреттүү аппараттын чыгаруучуларынын тарабынан сунушталган техникалык документтерди табууга болот.

мисал

Кудайдын ADC SC9711 карап көрөлү. Бул аппарат менен иштеп принцип, анткени, анын өлчөмү жана кубаттуулугу татаал болуп саналат. акыркысынын жөнүндө сөз козгоп жатып, алар, чынында эле, ар түрдүү экендигин белгилей кетүү керек. Алсак, мисалы, мүмкүн операция жыштыгы 10 Hz 10 MHz чейин өзгөрүлүп турат. Башка сөз менен айтканда, ал секундасына 10 миллион үлгүлөрүн алат! Ал эми аппарат өзү катуу бир нерсе эмес, курамы жана түзүмү боюнча модулдук куруу жазыла элек. Бирок, ал, адатта, сен сигналдар көп сандаган эли менен иш-аракет кылышыбыз керек комплекстүү колдонулат.

жыйынтыктоо

Көрүнүп тургандай, ADCs түпкүлүгүндө иштин ар түрдүү эрежелерин бар. Бул бизге келип чыгуучу муктаждыктарын канааттандырууга жана ошонун аркасында колдо бар ресурстарын акыл-эстүү пайдалануу мүмкүнчүлүк берет аппаратты, тандоо мүмкүнчүлүгүн берет.