المبدأ العام للتشغيل ADC

دعونا ننظر في مجموعة الرئيسي من القضايا التي يمكن أن تعزى إلى مبدأ التناظرية إلى الرقمية المحولات (ADCS) من أنواع مختلفة. حساب متتابعة، موازنة التوالي - ما يكمن وراء هذه الكلمات؟ ما هو مبدأ عمل ADC للمتحكم؟ وسوف تناقش هذه القضايا وغيرها في إطار هذه المادة. الثلاثة الأولى ستخصص لالنظرية العامة، وسوف العنوان الفرعي الرابع دراسة كيفية عملها. يمكنك تلبية مختلف ADC الأدب وDAC الشروط. مبدأ عمل هذه الأجهزة هو مختلف قليلا، حتى لا نخلط بينها. وبالتالي، سيتم النظر في المادة تحويل الإشارات التناظرية إلى الرقمية من، في حين يعمل DAC في الاتجاه المعاكس.

تعريف

قبل النظر في مبدأ ADC، دعونا معرفة ما هو الجهاز. المحولات التناظرية إلى الرقمية والأجهزة التي يتم تحويل كمية فيزيائية إلى تمثيل رقمي المقابلة. المعلمة الأولى يمكن أن تعمل أي شيء تقريبا - الحالية، والجهد، والسعة، والمقاومة، تناوب على رمح، ومعدل النبض وهلم جرا. ولكن من أجل أن يكون اليقين، سوف نعمل مع تحويل واحد فقط. هذا "كود الجهد". إن اختيار هذا الشكل العمل ليس من قبيل الصدفة. بعد ADC (مبدأ عمل هذا الجهاز) ومميزاته تعتمد إلى حد كبير على أي نوع من مفهوم القياس المستخدمة. وهذا يشير إلى عملية مقارنة قيمة معينة مع المعايير المحددة سابقا.

خصائص ADC

بت الرئيسية يمكن أن يسمى، ومعدل التحويل. التعبير لأول مرة في بت، والثانية - في عينات الثانية. قد يكون المحولات الحديثة التناظرية إلى الرقمية 24-بت أو سرعة التحويل، والتي تأتي إلى وحدات سعر البيع الحكومي. لاحظ أن ADC يمكن أن توفر في نفس الوقت كنت مع استخدام واحد فقط من صفاته. وزيادة أدائها، وأكثر صعوبة للعمل مع الجهاز، وأنها أكثر تكلفة نفسها. ولكن الفائدة قد يكون ضروريا للحصول على أداء عمق بت عن طريق التضحية سرعة الصك.

أنواع ADC

مبدأ العملية يختلف بين مجموعات مختلفة من الأجهزة. ونحن نعتبر أن الأنواع التالية:

1. منذ التحويل المباشر.
2. مع تقريب التوالي.
3. مع تحول مواز.
4. محول تناظري رقمي مع المسؤول موازنة (دلتا سيغما).
5. دمج ADC.

هناك العديد من أنواع أخرى من الناقل ومجتمعة، والتي لها خصائص خاصة بهم للهندسة المعمارية المختلفة. ولكن تلك العينات، التي ستنظر في إطار المواد ذات أهمية لأنها تلعب دورا نموذجيا في الأجهزة مكانته هذه الخصوصية. لذلك دعونا دراسة مبدأ ADC، فضلا عن اعتمادها على الجهاز الفعلي.

التناظرية المباشرة لمحولات رقمية

وأصبحت شعبية جدا في المنشأ 60-70 من القرن الماضي. في شكل دوائر متكاملة يتم إنتاجها مع 80S. وهو بسيط جدا، وحتى الأجهزة البدائية التي لا يمكن أن يتباهى من الشخصيات الهامة. قدرتها عادة 6-8 بت، وسرعة نادرا ما يتجاوز 1 سعر البيع الحكومي.

مبدأ عملية من هذا النوع من ADC هو أن على المدخلات زائد للمقارنة إشارة الدخل في وقت واحد. على الجهد السالب هو قيمة معينة. ثم يحدد الجهاز عملها. ويتم ذلك بفضل الجهد المرجعية. لنفترض أن لدينا جهاز حيث 8 المقارنة. يتم تمكين عند تغذية ½ من الجهد إشارة فقط 4 منهم. التشفير الأولوية تشكيل رمز ثنائي، وهو السجل الانتاج والمزالج. ويمكن القول نقاط القوة والضعف النسبية أن هذا المبدأ من العملية يسمح لك بإنشاء الأجهزة عالية السرعة. ولكن للحصول على طول كلمة المطلوب أن العرق بكثافة.

الصيغة العامة لعدد من المقارنة هي كما يلي: 2 ^ N. تحت N من الضروري وضع عدد من الأرقام. المثال السابق شوهد يمكن استخدامها مرة أخرى: 2 ^ 3 = 8. يجب أن يكون المجموع الفرعي لتصريف الثالث 8 المقارنة. هذا هو مبدأ ADC، التي تم إنشاؤها أولا. لا مريحة للغاية، لذلك لاحقا كانت هناك بنية أخرى.

التناظرية إلى الرقمية المحولات، وتقريب التوالي

خوارزمية "الترجيح" يستخدم هنا. تقصير الأجهزة العاملة في هذا الإجراء، المشار إليها اختصارا باسم ADC فواتير متتالية. مبدأ العملية على النحو التالي: يتم قياس الجهاز عن طريق إشارة الدخل، ومن ثم يتم مقارنتها مع الأرقام، التي يتم إنشاؤها وفقا لإجراءات معينة:

1. مجموعات من نصف الممكن الجهد المرجعية.
2. إذا كان الحد الأقصى إشارة حجم التغلب على رحلة №1، ومقارنة ذلك مع العدد الذي يقع في منتصف الطريق بين القيمة المتبقية. لذلك، في حالتنا سيكون ¾ من الجهد المرجعية. إذا كانت إشارة مرجعية يقصر من هذا الرقم، سيتم إجراء المقارنة مع جزء آخر من الفاصل الزمني بواسطة نفس المبدأ. في هذا المثال، ¼ من الجهد المرجعية.
3. يجب أن تكون الخطوة 2 ن مرات، والتي سوف تعطينا بت N النتيجة تتكرر. ويرجع ذلك إلى سلوك N عدد من المقارنات هذا.

هذا المبدأ من جهاز يسمح للحصول على مع النسبية ارتفاع معدل التحويل، والتي هي ADCS تقريب المتعاقبة. مبدأ العملية، كما ترون، بسيط، وهذه الأجهزة هي مثالية لمجموعة متنوعة من المناسبات.

موازية التناظرية إلى الرقمية المحولات

وهي تعمل مثل جهاز تسلسلي. صيغة حسابية - (2 ^ ن) -1. وبالنسبة للحالة اعتبرت سابقا، نحتاج (2 ^ 3) -1 المقارنة. للعمل باستخدام مجموعة محددة من هذه الأجهزة، كل واحدة منها قد مقارنة المدخلات والأفراد الجهد المرجعية. موازية المحولات التناظرية إلى الرقمية وأجهزة سريع إلى حد ما. لكن مبدأ بناء هذه الأجهزة هو أن لدعم كفاءتها يتطلب قوة كبيرة. لذلك فإن استخدامها في بطارية لتعمل بالطاقة غير مناسب.

التناظرية إلى الرقمية المحول مع موازنة التوالي

فهي تعمل على نحو مماثل كجهاز السابق. ولذلك، من أجل شرح تشغيل ADC موازنة التوالي، سيتم النظر في مبدأ العملية للمبتدئين حرفيا على الأصابع. في هذه الأجهزة على أساس ظاهرة الانقسام. وبعبارة أخرى، ويتم المقارنة مسلسل من القيمة المقاسة مع جزء معين من الحد الأقصى المسموح به. يمكن أن تأخذ القيم ½، 1/8، 1/16 وهلم جرا. لذلك، يمكن التناظرية إلى الرقمية تحويل تؤدي عملية التكرار N (خطوات متتالية). حيث N يساوي ADC بت (النظر في الصيغ أعلاه سابقا). وبالتالي، لدينا مكاسب كبيرة في الوقت المناسب، إذا كان أسلوب الأداء أهمية خاصة. على الرغم من سرعة كبيرة، وتتميز هذه الأجهزة أيضا خطأ ثابت منخفض.

التناظرية إلى الرقمية المحولات مع المسؤول موازنة (دلتا سيغما)

هذا هو النوع الأكثر إثارة للاهتمام من الجهاز، لأسباب ليس أقلها مبدأ عملها. وهو يتألف في أن تتم مقارنة الفولتية المدخلات حتى يتسنى للتكامل المتراكمة. هي البقول المدخلات مع قطبية سلبي أو إيجابي (ان ذلك يعتمد على نتيجة العملية السابقة). وهكذا، يمكننا أن نقول أن مثل هذا تحويل التناظرية إلى الرقمية هو نظام تتبع بسيط. ولكن هذا هو مجرد مثال للمقارنة، حتى تتمكن من فهم ما دلتا سيغما ADC. مبدأ نظام التشغيل، ولكن من أجل التشغيل الفعال للتحويل التناظرية إلى الرقمية ليست كافية. والنتيجة النهائية هي تيار لانهائي من الآحاد والأصفار، الذي يمر عبر مرشح تمرير منخفض الرقمية. أنها تشكل تسلسل قليلا معين. التمييز ADC المحولات من الدرجة الأولى والثانية.

دمج التناظرية إلى الرقمية تحويل

هذا هو حالة خاصة من هذا الأخير، والتي سيتم اعتبارها جزءا من هذه المادة. بعد ذلك، سنقوم بشرح تشغيل هذه الأجهزة، ولكن على المستوى العام. هذا هو ADC-التناظرية إلى الرقمية تحويل التكامل مع دفع سحب. لتلبية مثل هذا الجهاز يمكن أن يكون المتعدد الرقمي. وهذا ليس مستغربا، لأنها توفر دقة عالية، وفي الوقت نفسه قمع كذلك التدخل.

الآن دعونا نركز على مبدأ عملها. ذلك يكمن في حقيقة أن واتهم مكثف مدخلات لوقت محدد. عادة، هذه الفترة هي واحدة من تردد التيار الكهربائي الذي صلاحيات الجهاز (50 هرتز أو 60 هرتز). كما يمكن أن يكون من مضاعفات. وهكذا، يتم قمع الضوضاء عالية التردد. وجهت في وقت واحد تأثير عدم استقرار التيار الكهربائي مصدر الطاقة من الكهرباء على دقة النتيجة.

عندما ينتهي الوقت تهمة تحويل التناظرية الرقمية، يبدأ مكثف لأداء مع سرعة ثابتة معينة. جهاز مكافحة الداخلي بحساب عدد نبضات الساعة التي يتم إنشاؤها أثناء هذه العملية. وهكذا، ويعد الفاصل الزمني، وزيادة الأداء.

ADC التكامل twostroke يكون دقة عالية و القرار. ونتيجة لهذا، فضلا عن بناء بنية بسيطة نسبيا، يتم تنفيذها كورقة. العيب الرئيسي لهذا المبدأ من العمل - اعتمادا على أداء الشبكة. تذكر أن قدراته ترتبط مدة فترة تردد التيار الكهربائي.

وفيما يلي كيفية التكامل المزدوج ADC. مبدأ عمل الجهاز على الرغم من أنها معقدة جدا، ولكن لأنها توفر مؤشرات الجودة. في بعض الحالات، وهذا هو ببساطة لا غنى عنه.

اختيار APC لنا مع مبدأ ضروري ل

دعنا نقول، نحن نواجه مهمة محددة. الذي يختار الجهاز بحيث يمكن تلبية جميع احتياجاتنا؟ أولا، دعونا نتحدث عن هذا القرار، ودقة. في كثير من الأحيان هم الخلط، وإن كان في الممارسة أنها تعتمد جدا ضعيفة في ثانية واحدة. لاحظ أن 12 بت التناظرية إلى الرقمية تحويل قد تكون أقل دقة من 8 بت. في هذه الحالة، القرار - هو مقياس لكمية من شرائح يمكن تخصيصها لمجموعة إشارة الدخل المقاس. وهكذا، 8 بت ADC تمتلك ² أغسطس = 256 هذه الوحدات.

دقة - هي مجموع نتيجة تحويل حصلت الانحراف عن القيم المثالية، التي ينبغي أن تكون في إدخال التيار الكهربائي معين. وهذا هو، المعلمة الأولى يميز الإمكانات التي لديها ADC، والثاني معارض ما لدينا من الناحية العملية. ولذلك، فإننا يمكن أن تصعيد ونوع أكثر بساطة (على سبيل المثال، مباشرة التناظرية إلى الرقمية المحولات)، والتي من شأنها تلبية الاحتياجات بسبب دقة العالية.

لديك فكرة عن ما يلزم للبدء في حساب المعلمات المادية وبناء صيغة رياضية من التفاعل. المهم أنها أخطاء والدينامية، لأنه عندما باستخدام مكونات ومبادئ بناء الجهاز المختلفة التي سوف يكون لها تأثير مختلف على أدائها. أكثر يمكن الاطلاع على معلومات مفصلة في الوثائق الفنية المقدمة من قبل الشركة المصنعة لكل جهاز معين.

مثال

دعونا ننظر في SC9711 ADC. مبدأ التشغيل لهذا الجهاز معقد بسبب حجمها وقدراتها. يتحدث هذا الأخير، تجدر الإشارة إلى أن تكون متنوعة حقا. وهكذا، على سبيل المثال، من الممكن تكرار العملية يختلف من 10 هرتز إلى 10 ميغاهرتز. وبعبارة أخرى، يمكن أن يجعل 10000000 عينات في الثانية الواحدة! والجهاز في حد ذاته ليس شيئا صلبا، ويحتوي على وحدات البناء للهيكل. ولكن عادة ما تستخدم في التطبيقات المعقدة التي تحتاج إلى العمل مع عدد كبير من الإشارات.

استنتاج

كما ترون، ADCS لها بطبيعتها مبادئ مختلفة من العملية. وهذا يسمح لنا لتحديد الجهاز الذي ترضي الاحتياجات الناشئة، وبالتالي السماح الاستخدام المعقول للموارد المتاحة.