Opo gbogbogbo ti isẹ ti ADCs

Jẹ ká wo ni awọn ifilelẹ ti awọn ibiti o ti oran ti o le wa ni Wọn si awọn opo ti awọn afọwọṣe-si-oni converters (ADCs) ti o yatọ si omiran. Iroyin ti o bajẹ, iṣeduro bitwise - ohun ti a fi pamọ lẹhin ọrọ wọnyi? Kini ilana ti ADC microcontroller? Awọn wọnyi, bii nọmba kan ti awọn oran miiran, a yoo ṣe ayẹwo ninu ilana ti akọsilẹ naa. A yoo fi awọn ẹya akọkọ akọkọ si igbimọ ti gbogbogbo, ati lati ori akọle kẹrin ti a yoo kẹkọọ ẹkọ ti iṣẹ wọn. O le pade awọn ofin ti ADC ati DAC ni awọn iwe-ọrọ ọtọtọ. Ilana ti išišẹ ti awọn ẹrọ wọnyi jẹ oriṣiriṣi oriṣiriṣi, nitorina ma ṣe da wọn laye. Nítorí náà, àpilẹkọ naa yoo ṣe ayẹwo iyipada awọn ifihan agbara lati aami afọwọṣe si oni-nọmba, nigba ti DAC ṣiṣẹ ni ọna miiran ni ayika.

Ifihan

Ṣaaju ki o to ṣe ayẹwo ilana ti ADC, jẹ ki a wa iru iru ẹrọ ti o jẹ. Awọn oluyipada analog-to-digital jẹ awọn ẹrọ ti o yi iyipada agbara ti o pọju sinu asọye nọmba ti o yẹ. Bi ipilẹ akọkọ, fere ohunkohun le ṣeeṣe: lọwọlọwọ, foliteji, agbara, resistance, igun ọna yiyi, ipo igbohunsafẹfẹ, ati bẹbẹ lọ. Ṣugbọn lati le rii daju, a yoo ṣiṣẹ pẹlu iyipada kan. Eyi ni "folda-koodu". Yiyan ọna kika yii kii ṣe lairotẹlẹ. Lẹhinna, ADC (ilana išišẹ ti ẹrọ yii) ati awọn ẹya ara ẹrọ rẹ dale lori iye ti o pọju lori imọran wiwọn ti a lo. Nipa eyi ni a ṣe ilana ilana ti iṣafihan iye kan pẹlu ilana ti iṣeto tẹlẹ.

Awọn iṣe ti ADC

Awọn akọkọ eyi ni ijinlẹ bit ati igbohunsafẹfẹ ti iyipada. Ni igba akọkọ ti a fihan ni awọn idinku, ati awọn keji ni a fihan ni awọn oye fun keji. Awọn oniyipada ti analog-to-digital modern igba le ni agbara bit 24 tabi iyipada iyipada, eyiti o de ọdọ awọn GSPS. Ṣe akiyesi pe ADC le ni nigbakannaa pese ọ pẹlu ọkan ninu awọn ẹya ara rẹ. Ti o tobi iṣẹ wọn, o nira julọ lati ṣiṣẹ pẹlu ẹrọ naa, ati pe ara rẹ jẹ diẹ. Ṣugbọn awọn anfani ni a le gba nipasẹ awọn nọmba ti o yẹ, fifọ ni iyara ti ẹrọ.

Awọn oriṣiriṣi ADCs

Ilana ti išišẹ yatọ laarin awọn ẹgbẹ oriṣiriṣi awọn ẹrọ. A yoo ṣe ayẹwo awọn atẹle wọnyi:

1. Pẹlu iyipada ti o tọ.
2. Pẹlu isọdọmọ ti o pọju.
3. Pẹlu iyipada ti o ni iru.
4. Aṣeyọri analog-digital pẹlu idiyele idiyele (delta-sigma).
5. Ṣatunpọ ADCs.

Ọpọlọpọ awọn onigbọwọ miiran ati awọn isopọ ti o ni ajọpọ ti o ni awọn abuda ti ara wọn pẹlu awọn ẹya ara ẹrọ ọtọtọ. Ṣugbọn awọn ayẹwo ti a yoo ṣe ayẹwo ninu ilana ti akopọ naa jẹ anfani nitoripe wọn ṣe ipa ti o ṣe afihan ninu opo ti awọn ẹrọ ti yi pato. Nitorina, jẹ ki a kẹkọọ ilana ti ADC, bakanna pẹlu iṣeduro lori ẹrọ ti ara.

Dari awọn oluyipada analog-to-digital

Wọn di pupọ gbajumo ni awọn 60-70s ti o kẹhin orundun. Ni awọn fọọmu ti ese iyika ti wa ni produced pẹlu 80s. Awọn wọnyi ni irorun, paapaa awọn ẹrọ alailẹgbẹ ti ko le ṣogo awọn ifiyesi pataki. Irẹrin ijinlẹ wọn jẹ ọdun mẹjọ-mẹjọ, ati iyara ti ko ni ilọsiwaju ju GSPS 1 lọ.

Ilana ti isẹ ti ADC ti iru yii jẹ bi atẹle: ifihan ifihan kan jẹ titẹ sii ni nigbakannaa si awọn afikun awọn onigbọwọ ti awọn onimọran. Awọn ebute ailopin ti pese pẹlu foliteji kan ti iye kan. Ati lẹhinna ẹrọ naa pinnu idiyele ipo rẹ. Eyi ni a ṣe nitori itọnisọna itọkasi. Jẹ ki a sọ pe a ni ẹrọ kan nibiti o wa awọn amofin 8. Nigba ti a ba lo foliteji itọnisọna ½, nikan 4 ninu wọn yoo wa. Ni ayo encoder akoso alakomeji koodu, eyi ti o jẹ o wu Forukọsilẹ ati latches. Ojulumo agbara ati ailagbara le wa ni wi pe yi opo ti isẹ ti faye gba o lati ṣẹda ga-iyara awọn ẹrọ. Ṣugbọn lati gba agbara kekere ti o yẹ lati ni lati ṣagun pupọ.

Ilana agbekalẹ fun nọmba awọn onijọpọ dabi iru eyi: 2 ^ N. Labẹ N, o nilo lati ṣeto nọmba awọn nọmba. Àpẹrẹ tí a kà tẹlẹ le tún lo: 2 ^ 3 = 8. Gbogbo awọn onijọpọ 8 jẹ nilo lati gba nọmba oni-nọmba. Eyi ni ilana ti ADC, eyi ti a ṣẹda akọkọ. Ko rọrun pupọ, bẹ ninu awọn atẹle nibẹ ni awọn ile-iṣẹ miiran.

Analog si Awọn Oluyipada Aṣa

Nibi ti a nlo algorithm "weighting". Ni kukuru, awọn ẹrọ nipa lilo ilana yii ni a npe ni ADCs nikan fun kika kika. Ilana ti išišẹ jẹ gẹgẹbi: ẹrọ naa ṣe iwọn iye ifihan titẹ sii, lẹhinna o ti ṣe afiwe pẹlu awọn nọmba ti a ṣe ni ipilẹṣẹ gẹgẹbi ilana kan:

1. Idaji ti awọn iwe-aṣẹ itọkasi ti ṣee ṣe.
2. Ti ifihan naa ba ṣẹgun opin ti iye lati ori # 1, lẹhinna o ti fiwewe pẹlu nọmba ti o wa ni arin laarin iye ti o ku. Nitorina, ninu ọran wa eyi yoo jẹ ¾ ti folda itọkasi. Ti ifihan itọkasi ko ba de ọdọ atọka yii, lẹhinna o ṣe apejuwe naa pẹlu apakan miiran ti aarin ni ọna kanna. Ni apẹẹrẹ yi, o jẹ ¼ ti folda itọkasi.
3. Igbese 2 gbọdọ tun ni N igba, eyi ti yoo fun wa ni esi H-bit. Eyi jẹ nitori nọmba H ti awọn afiwe.

Ilana yii ti jẹ ki o gba awọn ẹrọ pẹlu iyara iyipada to gaju, eyiti o jẹ ADCs ti isunmọ ti o tẹle. Ilana ti išišẹ, bi o ti le ri, jẹ rọrun, awọn ẹrọ wọnyi si ni o tayọ fun awọn iṣẹlẹ ọtọtọ.

Awọn oluyipada analog-to-digital

Wọn ṣiṣẹ bi awọn ẹrọ ni tẹlentẹle. Awọn agbekalẹ fun isiro jẹ (2 ^ H) -1. Fun idiyele ti a ṣe akiyesi tẹlẹ, a nilo (2 ^ 3) -1 awọn amofin. Fun išišẹ, a lo awọn iru awọn ẹrọ wọnyi, kọọkan ninu eyiti o le ṣe afiwe awọn titẹ sii ati awọn ifọkasi ẹni kọọkan. Awọn oluyipada analog-oni-oni-ti o jọra jẹ awọn ohun elo kiakia. Ṣugbọn opo ti Ikọ awọn ẹrọ wọnyi jẹ iru pe lati ṣetọju iṣẹ wọn nilo agbara nla. Nitorina, kii ṣe ipinnu lati lo wọn pẹlu agbara batiri.

Oluyipada ti analog-to-digital pẹlu iṣatunṣe bitwise

O nṣiṣẹ ni ibamu si irufẹ eto kanna gẹgẹbi ẹrọ iṣaaju. Nitorina, lati le ṣe alaye isẹ ti ADC ti iṣatunṣe bitwise, ilana ti iṣẹ fun awọn olubere ni ao kà ni itumọ ọrọ lori awọn ika ọwọ. Ni okan ti awọn ẹrọ wọnyi jẹ iyalenu ti dichotomy. Ni gbolohun miran, a ṣe apejuwe deede ti iwọn ti o pọ pẹlu apakan kan ti iye ti o pọ julọ. Awọn idiyele ni ½, 1/8, 1/16 ati bẹ bẹ le ṣee ya. Nitorina, oluyipada analog-to-digital le ṣe gbogbo ilana fun awọn itekalẹ H (awọn igbesẹ itẹlera). Ati H jẹ dogba si iwọn gbolohun ADC (wo awọn ilana agbekalẹ tẹlẹ). Bayi, a ni ere pupọ ni akoko, ti o ba jẹ pe iyara ọna naa ṣe pataki julọ. Laisi iyara nla, awọn ẹrọ wọnyi tun wa ni aṣiṣe kekere kan.

Awọn oluyipada analog-digital pẹlu idiyele idiyele (delta-sigma)

Eyi jẹ ẹya ẹrọ ti o tayọ julọ, kii kere ju nitori ofin oṣiṣẹ rẹ. O wa ninu otitọ pe awọn folite ti nwọle jẹ akawewe pẹlu ohun ti a ti ṣajọpọ nipasẹ olupilẹgbẹ. Awọn iṣaṣipa pẹlu polarity ti o dara tabi ti o dara ni a jẹun si titẹsi (gbogbo da lori abajade isẹ iṣaaju). Bayi, a le sọ pe iru iyipada analog-to-digital jẹ ọna ipasẹ to rọrun. Sugbon yi jẹ o kan ohun apẹẹrẹ fun lafiwe, ki o le ni oye ohun ti awọn delta-Sigma ADC. Ilana ti išišẹ jẹ eto, ṣugbọn fun isẹ ti nṣiṣeṣe ti yiyipada oni-nọmba analog-to-digital ko to. Ipari ipari ni abawọn ailopin ti awọn ẹya ati awọn odo ti o lọ nipasẹ LPF oni-nọmba. Ninu awọn wọnyi, a ṣẹda ọna kan diẹ. A ṣe iyatọ laarin ADC awọn oluyipada ti akọkọ ati awọn ibere keji.

Awọn oluyipada analog-to-digital integrated

Eyi ni apejọ ti o kẹhin ti yoo ṣe ayẹwo laarin ilana ti akọsilẹ naa. Nigbamii ti, a yoo ṣe apejuwe isẹ ti awọn ẹrọ wọnyi, ṣugbọn ni ipele gbogbogbo. ADC yii jẹ oluyipada analog-to-digital pẹlu titọ-titari-titẹ. Lati pade iru ẹrọ kan le jẹ kan oni multimeter. Ati eyi kii ṣe ohun iyanu, nitori pe wọn pese iṣedede giga ati ni akoko kanna dinku ariwo daradara.

Nisisiyi ẹ jẹ ki a fojusi awọn ilana iṣẹ rẹ. O wa ninu pe ifihan titẹ sii sọ agbara fun akoko ti o wa titi. Ni igbagbogbo, asiko yii jẹ ẹya aifọwọyi nẹtiwọki ti agbara agbara (50 Hz tabi 60 Hz). O tun le jẹ ọpọ. Bayi, ariwo igbohunsafẹfẹ giga ti wa ni titẹ. Ni akoko kanna, awọn ipa ti awọn folda ti ko ni agbara ti awọn orisun ina ti ina lori irisi ti o jẹ abajade ti wa ni leveled.

Nigbati akoko gbigba agbara ti oluyipada analog-to-digital dopin, agbara agbara bẹrẹ lati ṣe idasilẹ ni iye kan ti o wa titi. Atilẹjade inu ẹrọ ti ẹrọ naa ṣe iye nọmba awọn iṣeduro iṣuu ti a gbejade lakoko ilana yii. Bayi, diẹ to gun akoko, awọn diẹ pataki awọn afihan.

ADC twostroke Integration ni ga yiye ati ga. Nitori eyi, bakannaa ilana ti o rọrun kan ti ikole, wọn ṣe wọn bi awọn eerun igi. Iwọn abajade akọkọ ti išẹ yii jẹ igbẹkẹle lori itọka ti nẹtiwọki naa. Ranti pe awọn agbara rẹ ti wa ni asopọ si iye akoko akoko igbohunsafẹfẹ agbara.

Eyi ni bi iṣẹ-iṣọkan-meji ADC ṣiṣẹ. Ilana ti išišẹ ti ẹrọ yi, biotilejepe o jẹ ohun ti o nira, ṣugbọn o pese awọn ifihan didara. Ni awọn igba miiran, eyi jẹ pataki.

Yan APC kan pẹlu eto iṣẹ ti a nilo

Jẹ ki a sọ pe a koju iṣẹ kan. Bawo ni lati yan ẹrọ kan ki o le ni itẹlọrun gbogbo ibeere wa? Ni akọkọ, jẹ ki a sọrọ nipa ipinnu ati otitọ. Ni igba pupọ wọn wa ni idamu, biotilejepe ni ihuwa wọn ma gbẹkẹle ailewu lori ọkan lati inu keji. Ranti pe oniyipada 12-bit analog-to-digital can have less accuracy than 8-bit one. Ni idi eyi, ipinnu naa jẹ iye ti iye awọn ipele le ṣee fa jade lati ibiti a ti nwọle ti ifihan agbara ti a ṣe. Bayi, 8-bit ADC ni 2 ⁸ = 256 iru sipo.

Imọye jẹ iyipada lapapọ ti iyipada ti o wa lati iye ti o dara, eyi ti o yẹ ki o wa fun folda ti nwọle. Iyẹn ni, iṣaju akọkọ ni o ni agbara awọn agbara ti ADC, ati awọn keji fihan ohun ti a ni ninu iṣẹ. Nitori naa, a le sunmọ iru ọna ti o rọrun (fun apẹẹrẹ, awọn olubasoro apẹrẹ ti oni-nọmba-oni-nọmba), eyi ti yoo ni itẹlọrun awọn aini nitori didara to ga julọ.

Lati le ṣe akiyesi ohun ti a nilo, akọkọ a nilo lati ṣe iṣiro awọn ilana ti ara ati ṣe agbekalẹ kika mathematiki fun ibaraenisepo. Pataki ninu wọn jẹ awọn aṣiṣe aimi ati aifọwọyi, nitori nigbati o ba nlo awọn ọna oriṣiriṣi ati awọn ilana ti a ṣe ẹrọ kan, wọn yoo ni ipa oriṣiriṣi lori awọn abuda rẹ. Alaye diẹ sii ni a le rii ninu iwe imọ ẹrọ ti olupese ti ẹrọ kọọkan pato.

Apeere:

Jẹ ki a wo ADC SC9711. Ilana ti isẹ ti ẹrọ yii jẹ idiju nitori iwọn ati agbara rẹ. Nipa ọna, sọrọ nipa igbehin, o gbọdọ ṣe akiyesi pe wọn yatọ si. Nitorina, fun apẹẹrẹ, awọn ipo igbohunsafẹfẹ ti awọn iṣẹ iṣoro ti o ṣeeṣe lati 10 Hz si 10 MHz. Ni gbolohun miran, o le ṣe awọn iṣiro milionu 10 fun keji! Ati ẹrọ naa kii ṣe nkan ti o jẹ ara rẹ, ṣugbọn o ni ọna ti o dara julọ ti ikole. Ṣugbọn o ti lo, bi ofin, ni ilana ti o ni agbara, nibiti o ṣe pataki lati ṣiṣẹ pẹlu nọmba ti o pọju.

Ipari

Bi o ti le ri, ADCs ni awọn iṣeduro oriṣiriṣi ti iṣẹ. Eyi n gba wa laaye lati yan awọn ẹrọ ti o ni itẹlọrun awọn ibeere ti o dide, ati ni akoko kanna gba wa laaye lati lo awọn ọna ti o wulo.