Mikä on analoginen digitaalimuunnin ja sen toiminta

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Lähes jokainen ympäristössä mitattava parametri on analogisessa muodossa, kuten lämpötila, ääni, paine, valo jne. Harkitse lämpötilaa valvontajärjestelmä jolloin lämpötilatietojen hankkiminen, analysointi ja käsittely antureista ei ole mahdollista digitaalisten tietokoneiden ja prosessorien kanssa. Siksi tämä järjestelmä tarvitsee välilaitteen muuntamaan analogiset lämpötilatiedot digitaalisiksi tiedoiksi kommunikoimaan digitaalisten prosessorien, kuten mikrokontrollerien ja mikroprosessorien, kanssa. Analoginen digitaalimuunnin (ADC) on elektroninen integroitu piiri, jota käytetään muuntaa analogiset signaalit, kuten jännitteet, digitaalisiksi tai binäärimuodoiksi, jotka koostuvat 1: stä ja 0: sta. Suurin osa ADC: stä ottaa jännitetuloksi 0 - 10 V, -5 - + 5 V jne., Ja tuottaa vastaavasti digitaalisen lähdön jonkinlaisena binäärilukuna.

Mikä on analoginen digitaalimuunnin?

Muunnin, jota käytetään muuttamaan analoginen signaali digitaaliseksi, tunnetaan analogiseksi digitaaliseksi muuntimeksi tai ADC-muuntimeksi. Tämä muunnin on eräänlainen integroitu piiri tai IC, joka muuntaa signaalin suoraan jatkuvasta muodosta erilliseen muotoon. Tämä muunnin voidaan ilmaista A / D, ADC, A - D: nä. DAC: n käänteinen toiminto on vain ADC. Analoginen-digitaalimuunnin-symboli on esitetty alla.




Analogisen signaalin muuntaminen digitaaliseksi voidaan tehdä monin tavoin. Markkinoilla on saatavana erityyppisiä ADC-siruja eri valmistajilta, kuten ADC08xx-sarja. Joten yksinkertainen ADC voidaan suunnitella erillisten komponenttien avulla.

ADC: n pääpiirteet ovat näytteenottotaajuus ja bittitarkkuus.



  • ADC: n näytetaajuus ei ole muuta kuin kuinka nopeasti ADC voi muuntaa signaalin analogisesta digitaaliseksi.
  • Bittitarkkuus ei ole muuta kuin kuinka paljon tarkkuutta analoginen digitaalimuunnin voi muuntaa signaalin analogisesta digitaaliseksi.
Analoginen digitaalimuunnin

Analoginen digitaalimuunnin

Yksi ADC-muuntimen tärkeimmistä eduista on korkea tiedonsiirtonopeus jopa multipleksoiduilla tuloilla. Keksinnöllä laaja valikoima ADC: tä integroidut piirit (IC: t), tiedonkeruu eri antureista tulee tarkemmaksi ja nopeammaksi. Suuritehoisten ADC-laitteiden dynaamiset ominaisuudet ovat parannettu mittauksen toistettavuus, pieni virrankulutus, tarkka läpimeno, korkea lineaarisuus, erinomainen signaali-kohinasuhde (SNR) ja niin edelleen.

Erilaisia ​​ADC: n sovelluksia ovat mittaus- ja ohjausjärjestelmät, teolliset instrumentit, viestintäjärjestelmät ja kaikki muut aistinvaraiset järjestelmät. ADC-luokitus sellaisten tekijöiden perusteella kuin suorituskyky, bittinopeus, teho, kustannukset jne.


ADC-lohkokaavio

Alla on esitetty ADC: n lohkokaavio, joka sisältää näytteen, pidon, kvantisoinnin ja kooderin. ADC-prosessi voidaan tehdä seuraavan tavoin.

Ensinnäkin analoginen signaali syötetään ensimmäiseen lohkoon, nimittäin näytteeseen, missä se voidaan ottaa näytteeksi tarkalla näytetaajuudella. Näytteen amplitudiarvo kuten analoginen arvo voidaan ylläpitää sekä pitää toisessa lohkossa, kuten Hold. Hold-näyte voidaan kvantisoida erilliseksi arvoksi kolmannen lohkon kaltaisella kvantisoimalla. Lopuksi viimeinen lohkon kaltainen kooderi muuttaa diskreetin amplitudin binääriluvuksi.

ADC: ssä signaalin muuntaminen analogisesta digitaaliseksi voidaan selittää yllä olevan lohkokaavion kautta.

Näyte

Näytelohkossa voidaan analoginen signaali ottaa näytteeksi tarkalla aikavälillä. Näytteitä käytetään jatkuvana amplitudina ja niillä on todellinen arvo, mutta ne ovat erillisiä ajan suhteen. Muunnettaessa signaalia näytteenottotaajuudella on tärkeä rooli. Joten sitä voidaan ylläpitää tarkalla nopeudella. Järjestelmävaatimuksen perusteella näytteenottotaajuus voidaan vahvistaa.

Pidä

ADC: ssä HOLD on toinen lohko eikä sillä ole mitään toimintoa, koska se yksinkertaisesti pitää näytteen amplitudin, kunnes seuraava näyte otetaan. Joten pidon arvo muuttuu vasta seuraavassa näytteessä.

Määritä

ADC: ssä tämä on kolmas lohko, jota käytetään pääasiassa kvantisointiin. Tämän päätehtävä on muuntaa amplitudi jatkuvasta (analogisesta) erilliseksi. Pidätyslohkossa olevan jatkuvan amplitudin arvo liikkuu koko kvantisointilohkossa muuttuakseen diskreetiksi amplitudissa. Nyt signaali on digitaalisessa muodossa, koska se sisältää sekä erillisen amplitudin että ajan.

Kooderi

Viimeinen lohko ADC: ssä on kooderi, joka muuntaa signaalin digitaalisesta muodosta binääriksi. Tiedämme, että digitaalinen laite toimii binaarisignaaleja käyttämällä. Joten on muutettava signaali digitaalisesta binaariseksi kooderin avulla. Joten tämä on koko tapa muuttaa analoginen signaali digitaaliseksi ADC: n avulla. Koko konversiolle kuluva aika voidaan tehdä mikrosekunnissa.

Analogisesta digitaaliseen muunnosprosessi

On olemassa monia tapoja muuntaa analogiset signaalit digitaalisiksi signaaleiksi. Nämä muuntimet löytävät lisää sovelluksia välilaitteena signaalien muuntamiseksi analogisesta digitaaliseen muotoon, näytön ulostulon näyttämiseksi LCD-näytöllä mikro-ohjaimen kautta. A / D-muuntimen tarkoituksena on määrittää analogista signaalia vastaava lähtösignaalisana. Nyt näemme ADC: n 0804. Se on 8-bittinen muunnin, jossa on 5 V: n virtalähde. Se voi käyttää vain yhtä analogista signaalia tulona.

Analoginen digitaalimuunnin signaalille

Analoginen digitaalimuunnin signaalille

Digitaalilähtö vaihtelee välillä 0-255. ADC tarvitsee kellon toimiakseen. Analogisen digitaaliarvon muuntamiseen kuluva aika riippuu kellolähteestä. CLK IN -nastalle nro 4 voidaan antaa ulkoinen kello. Kellon IN ja kellon R nastojen väliin on kytketty sopiva RC-piiri sisäisen kellon käyttöä varten. Tappi 2 on tulotappi - Korkeasta matalaan pulssi tuo tiedot sisäisestä rekisteristä lähtöliittimiin muunnoksen jälkeen. Pin3 on kirjoitus - matalasta korkeaan pulssi annetaan ulkoiselle kellolle. Nastat 11-18 ovat datanastoja MSB: ltä LSB: lle.

Analogisesta digitaalimuuntimeen näytteet analogisesta signaalista näytekellon jokaiselle putoavalle tai nousevalle reunalle. Jokaisessa jaksossa ADC saa analogisen signaalin, mittaa sen ja muuntaa sen digitaaliseksi arvoksi. ADC muuntaa ulostulodatan digitaalisten arvojen sarjaksi lähentämällä signaalia kiinteällä tarkkuudella.

ADC: ssä kaksi tekijää määrää alkuperäisen analogisen signaalin sieppaavan digitaalisen arvon tarkkuuden. Nämä ovat kvantisointitaso tai bittinopeus ja näytteenottotaajuus. Alla oleva kuva kuvaa, kuinka analoginen digitaalinen muunnos tapahtuu. Bittinopeus päättää digitalisoidun lähdön resoluution, ja alla olevasta kuvasta näet, missä 3-bittistä ADC: tä käytetään analogisen signaalin muuntamiseen.

Analogisesta digitaaliseen muunnosprosessi

Analogisesta digitaaliseen muunnosprosessi

Oletetaan, että yhden voltin signaali on muunnettava digitaalisesta käyttämällä 3-bittistä ADC: tä alla olevan kuvan mukaisesti. Siksi 1 V-ulostulon tuottamiseen on käytettävissä yhteensä 2 ^ 3 = 8 jakoa. Tulokset 1/8 = 0,125 V kutsutaan minimimuutos- tai kvantisointitasoksi, joka on esitetty kullekin divisioonalle arvolla 000 0 V: lle, 001 0,125: lle ja vastaavasti jopa 111: lle 1 V: lle. Jos kasvatamme bittinopeuksia, kuten 6, 8, 12, 14, 16 jne., Saamme paremman signaalin tarkkuuden. Siten bittinopeus tai kvantisointi antaa pienimmän lähtömuutoksen analogisen signaalin arvossa, joka johtuu digitaalisen esityksen muutoksesta.

Oletetaan, että jos signaali on noin 0-5 V ja olemme käyttäneet 8-bittistä ADC: tä, niin 5 V: n binäärilähtö on 256. Ja 3 V: n tapauksessa se on 133, kuten alla on esitetty.

ADC-kaava

On absoluuttinen mahdollisuus esittää väärin tulosignaali lähtöpuolella, jos se näytteistetään eri taajuudella kuin haluttu. Siksi toinen tärkeä ADC: n huomio on näytteenottotaajuus. Nyquist-lauseessa todetaan, että hankittu signaalin rekonstruktio aiheuttaa vääristymiä, ellei siitä oteta näytteitä (vähintään) kaksinkertaisella nopeudella signaalin suurimmasta taajuussisällöstä, kuten kaaviossa havaitaan. Mutta tämä nopeus on 5-10 kertaa käytännössä signaalin maksimitaajuus.

Näytteenottotaajuus analogisesta digitaalimuuntimeen

Näytteenottotaajuus analogisesta digitaalimuuntimeen

Tekijät

ADC: n suorituskykyä voidaan arvioida sen suorituskyvyn perusteella eri tekijöiden perusteella. Siitä seuraavat kaksi päätekijää selitetään alla.

SNR (signaali-kohinasuhde)

SNR heijastaa meluttomien bittien keskimääräistä lukumäärää tietyssä näytteessä.

Kaistanleveys

ADC: n kaistanleveys voidaan määrittää arvioimalla näytteenottotaajuus. Analogisesta lähteestä voidaan ottaa näytteet sekunnissa erillisten arvojen tuottamiseksi.

Analogisten ja digitaalisten muuntimien tyypit

ADC: tä on saatavana erityyppisinä ja joissakin analogisista digitaalisiin muuntimet sisältää:

  • Kaksirinteinen A / D-muunnin
  • Flash A / D -muunnin
  • Peräkkäin Lähentäminen A / D-muunnin
  • Puolisalama ADC
  • Sigma-Delta ADC
  • Putkijohdotettu ADC

Kaksirinteinen A / D-muunnin

Tämän tyyppisessä ADC-muuntimessa vertailujännite syntyy käyttämällä integraattoripiiriä, joka muodostuu vastuksesta, kondensaattorista ja operatiivinen vahvistin yhdistelmä. Vref: n asetetulla arvolla tämä integraattori tuottaa sahanterän aaltomuodon lähdössä nollasta arvoon Vref. Kun integraattorin aaltomuoto aloitetaan, laskuri alkaa vastaavasti laskea välillä 0 - 2 ^ n-1, missä n on ADC: n bittien lukumäärä.

Kaksoisrinteinen analoginen digitaalimuunnin

Kaksoisrinteinen analoginen digitaalimuunnin

Kun tulojännite Vin on yhtä suuri kuin aaltomuodon jännite, ohjauspiiri sieppaa laskurin arvon, joka on vastaavan analogisen tuloarvon digitaalinen arvo. Tämä kaksirinteinen ADC on suhteellisen keskihintainen ja hidas nopeuslaite.

Flash A / D -muunnin

Tätä ADC-muunnin-IC: tä kutsutaan myös rinnakkaiseksi ADC: ksi, joka on nopeudeltaan eniten käytetty tehokas ADC. Tämä analoginen - digitaalinen muunninpiiri koostuu sarjasta vertailijoita, joissa kukin vertaa tulosignaalia ainutlaatuiseen vertailujännitteeseen. Kussakin vertailussa lähtö on korkea tila, kun analoginen tulojännite ylittää vertailujännitteen. Tämä lähtö annetaan edelleen prioriteettikooderi binaarikoodin generointiin korkeamman asteen syöttöaktiviteetin perusteella jättämällä huomiotta muut aktiiviset syötteet. Tämä salamatyyppi on kallis ja nopea laite.

Flash A / D -muunnin

Flash A / D -muunnin

Peräkkäinen approksimaatio A / D-muunnin

SAR ADC on nykyaikaisin ADC-IC ja paljon nopeampi kuin kaksoiskaltevuus- ja välähdyskeskukset, koska se käyttää digitaalista logiikkaa, joka yhdistää analogisen tulojännitteen lähimpään arvoon. Tämä piiri koostuu vertailulaitteesta, lähtö salvoista, peräkkäisestä likiarvorekisteristä (SAR) ja D / A-muuntimesta.

Peräkkäinen approksimaatio A / D-muunnin

Peräkkäinen approksimaatio A / D-muunnin

Alussa SAR nollataan ja kun LOW - HIGH-siirtymä otetaan käyttöön, SAR: n MSB asetetaan. Sitten tämä lähtö annetaan D / A-muuntimelle, joka tuottaa analogisen vastaavuuden MSB: lle, edelleen sitä verrataan analogiseen tuloon Vin. Jos vertailulähtö on matala, SAR tyhjentää MSB: n, muuten MSB asetetaan seuraavaan sijaintiin. Tämä prosessi jatkuu, kunnes kaikki bitit on kokeiltu ja Q0: n jälkeen SAR saa rinnakkaiset lähtöjohdot sisältämään kelvollista tietoa.

Puolisalama ADC

Tämäntyyppiset analogiset ja digitaaliset muuntimet toimivat lähinnä rajoituskokoonsa kahden erillisen flash-muuntimen kautta, jolloin kukin muuntimen resoluutio on puolet puolihuuhtelulaitteen biteistä. Yhden salamamuuntimen kapasiteetti on se, että se käsittelee MSB: itä (merkittävimmät bitit), kun taas toinen käsittelee LSB: tä (vähiten merkitsevät bitit).

Sigma-Delta ADC

Sigma Delta ADC (ΣΔ) on melko uusi malli. Nämä ovat erittäin hitaita verrattuna muihin malleihin, mutta ne tarjoavat maksimaalisen tarkkuuden kaikenlaisille ADC: lle. Siten ne ovat erittäin yhteensopivia huipputarkkuuteen perustuvien äänisovellusten kanssa, mutta niitä ei yleensä voida hyödyntää missä tahansa vaaditaan suurta BW (kaistanleveyttä).

Putkijohdotettu ADC

Putkilinjaiset ADC: t tunnetaan myös ala-alueen kvantisoijina, jotka liittyvät käsitteellisesti peräkkäisiin likiarvoihin, vaikka ne ovatkin kehittyneempiä. Vaikka peräkkäiset likiarvot kasvavat jokaisessa vaiheessa siirtymällä seuraavaan MSB: hen, tämä ADC käyttää seuraavaa prosessia.

  • Sitä käytetään karkeaan muunnokseen. Sen jälkeen se arvioi muutoksen kohti tulosignaalia.
  • Tämä muunnin toimii parempana muunnoksena sallimalla väliaikaisen muuntamisen bittialueella.
  • Yleensä putkilinjaiset mallit tarjoavat keskipisteen SAR: n keskuudessa sekä salaman analogisista digitaalimuuntimiin tasapainottamalla sen koon, nopeuden ja korkean resoluution.

Esimerkkejä analogisesta digitaalimuuntimeen

Esimerkkejä analogisesta digitaalimuuntimeen käsitellään jäljempänä.

ADC0808

ADC0808 on muunnin, jossa on 8 analogiatuloa ja 8 digitaalilähtöä. ADC0808: n avulla voimme seurata jopa 8 erilaista anturia vain yhdellä sirulla. Tämä eliminoi ulkoisten nolla- ja täysimittaisten säätöjen tarpeen.

ADC0808 IC

ADC0808 IC

ADC0808 on monoliittinen CMOS-laite, joka tarjoaa nopean, korkean tarkkuuden, minimaalisen lämpötilariippuvuuden, erinomaisen pitkän aikavälin tarkkuuden ja toistettavuuden ja kuluttaa vähän virtaa. Nämä ominaisuudet tekevät tästä laitteesta ihanteellisen sovelluksiin prosessin ja koneen ohjauksesta kuluttaja- ja autoteollisuuden sovelluksiin. ADC0808: n pin-kaavio on esitetty alla olevassa kuvassa:

ominaisuudet

ADC0808: n pääominaisuuksiin kuuluvat seuraavat.

  • Helppo käyttöliittymä kaikille mikroprosessoreille
  • Nollaa tai täysimittaista säätöä ei tarvita
  • 8-kanavainen multiplekseri osoitelogiikalla
  • 0 V - 5 V tuloalue yhdellä 5 V: n virtalähteellä
  • Lähdöt täyttävät TTL-jännitetason vaatimukset
  • Kantopiiripaketti 28-napaisella

Tekniset tiedot

ADC0808: n tekniset tiedot sisältävät seuraavat.

  • Resoluutio: 8 bittiä
  • Säätämätön virhe yhteensä: ± ½ LSB ja ± 1 LSB
  • Yksi syöttö: 5 VDC
  • Pieni teho: 15 mW
  • Muunnosaika: 100 μs

Yleensä digitaaliseen muotoon vaihdettava ADC0808-tulo voidaan valita käyttämällä kolmea osoiteriviä A, B, C, jotka ovat nastat 23, 24 ja 25. Vaiheen koko valitaan asetetusta vertailuarvosta riippuen. Vaihekoko on analogiatulon muutos, joka aiheuttaa yksikön muutoksen ADC: n lähdössä. ADC0808 tarvitsee ulkoisen kellon toimiakseen, toisin kuin ADC0804, jolla on sisäinen kello.

Jatkuva 8-bittinen digitaalilähtö, joka vastaa analogisen tulon hetkellistä arvoa. Tulojännitteen äärimmäistä tasoa on alennettava suhteessa + 5 V: iin.

ADC 0808 IC vaatii tyypillisesti 550 kHz: n kellosignaalin, ADC0808: ta käytetään tietojen muuntamiseen mikro-ohjaimelle tarvittavaksi digitaaliseksi muodoksi.

ADC0808: n käyttö

ADC0808: lla on täällä monia sovelluksia, ja olemme antaneet sovelluksen ADC: lle:

Alla olevasta piiristä kello, käynnistys ja EOC-nastat on kytketty mikrokontrolleriin. Yleensä meillä on 8 tuloa, käytämme vain 4 tuloa toimintaan.

ADC0808-piiri

ADC0808-piiri

  • LM35-lämpötila-anturi käyttää, joka on kytketty analogisen digitaalimuunnin IC: n 4 ensimmäiseen tuloon. Anturilla on 3 nastaa, ts. VCC, GND, ja ulostulotapit, kun anturi lämmitti jännitettä ulostulossa.
  • Osoiterivit A, B, C on kytketty mikrokontrolleriin komentoja varten. Tässä keskeytys seuraa matalasta korkeaan-toimintaa.
  • Kun aloitusnasta pidetään korkealla, muuntamista ei aloiteta, mutta kun aloitusnasta on alhaalla, muunnos alkaa 8 tunnin aikana.
  • Kun muunnos on valmis, EOC-tappi menee matalalle osoittamaan muuntamisen loppua ja tietoja, jotka ovat valmiita noudettavaksi.
  • Lähdön aktivointi (OE) nostetaan sitten korkealle. Tämä mahdollistaa TRI-STATE-lähdöt, jolloin tiedot voidaan lukea.

ADC0804

Tiedämme jo, että analogia-digitaalimuuntimet (ADC) ovat eniten käytettyjä laitteita tietojen suojaamiseen analogisten signaalien kääntämiseksi digitaalisiin numeroihin, jotta mikro-ohjain voi lukea ne helposti. On olemassa monia ADC-muuntimia, kuten ADC0801, ADC0802, ADC0803, ADC0804 ja ADC080. Tässä artikkelissa aiomme keskustella ADC0804-muuntimesta.

ADC0804

ADC0804

ADC0804 on erittäin yleisesti käytetty 8-bittinen analogia-digitaalimuunnin. Se toimii 0 V - 5 V analogisen tulojännitteen kanssa. Siinä on yksi analoginen tulo ja 8 digitaalista lähtöä. Muunnosaika on toinen merkittävä tekijä ADC: n arvioinnissa, ADC0804: ssä muunnosaika vaihtelee CLK R- ja CLK IN-nastoihin käytettyjen kellosignaalien mukaan, mutta se ei voi olla nopeampi kuin 110 μs.

ADC804: n tapin kuvaus

Tappi 1 : Se on sirunvalintatappi ja aktivoi ADC: n, aktiivinen matala

Tappi 2: Se on korkean tai matalan pulssin syöttötappi, joka tuo datan sisäisistä rekistereistä ulostulonastoihin muunnoksen jälkeen

Tappi 3: Se on tulotappi, jonka pulssi on matala tai korkea, ja se annetaan muunnoksen aloittamiseksi

Tappi 4: Se on kellotulotappi, joka antaa ulkoisen kellon

Tappi 5: Se on ulostulotappi, menee matalalle, kun muunnos on valmis

Tappi 6: Analoginen ei-invertoiva tulo

Tappi 7: Analoginen käänteinen tulo, se on yleensä maadoitettu

Tappi 8: Maadoitus (0V)

Tappi 9: Se on tulotappi, joka asettaa vertailujännitteen analogiselle tulolle

Tappi 10: Maadoitus (0V)

Tappi 11 - Tappi 18: Se on 8-bittinen digitaalinen ulostulotappi

Tappi 19: Käytetään Clock IN -tapin kanssa, kun käytetään sisäistä kellolähdettä

Tappi 20: Syöttöjännite 5V

ADC0804: n ominaisuudet

ADC0804: n pääominaisuuksiin kuuluvat seuraavat.

  • 0 V - 5 V analoginen tulojännitealue yhdellä 5 V: n syötöllä
  • Yhteensopiva mikrokontrollerien kanssa, käyttöaika on 135 ns
  • Helppo käyttöliittymä kaikille mikroprosessoreille
  • Loogiset tulot ja lähdöt täyttävät sekä MOS- että TTL-jännitetasot
  • Toimii 2,5 V: n (LM336) jänniteohjeen kanssa
  • Sirulla varustettu kellogeneraattori
  • Nollasäätöä ei vaadita
  • 0,3 [Prime] vakioleveys 20-napainen DIP-paketti
  • Toimii suhdetta metrisesti tai 5 VDC: n, 2,5 VDC: n tai analogisella jännevälillä säädetyllä jänniteohjearvolla
  • Analogiset jännitetulot

Se on 8-bittinen muunnin, jossa on 5 V: n virtalähde. Se voi käyttää vain yhtä analogista signaalia tulona. Digitaalilähtö vaihtelee välillä 0-255. ADC tarvitsee kellon toimiakseen. Analogisen digitaaliarvon muuntamiseen kuluva aika riippuu kellolähteestä. CLK IN: lle voidaan antaa ulkoinen kello. Tappi 2 on tulotappi - Korkeasta matalaan pulssi tuo tiedot sisäisestä rekisteristä lähtöliittimiin muunnoksen jälkeen. Pin3 on kirjoitus - matalasta korkeaan pulssi annetaan ulkoiselle kellolle.

Sovellus

Yksinkertaisesta piiristä ADC: n nasta 1 on kytketty GND: hen, missä nasta 4 on kytketty GND: hen kondensaattorin nastojen 2, 3 ja 5 kautta, jotka on kytketty mikrokontrollerin 13, 14 ja 15 nastaan. Nastat 8 ja 10 ovat oikosulussa ja liitetty GND: hen, 19 ADC: n nastaa on 4. nastaa vastuksen 10k kautta. ADC: n nastat 11-18 on kytketty porttiin 1 kuuluvan mikro-ohjaimen 1-8 nastaan.

ADC0804-piiri

ADC0804-piiri

Kun logiikan yläraja on asetettu CS: lle ja RD: lle, tulo on kellotettu 8-bittisen siirtorekisterin kautta täydentämällä spesifisen absorbointinopeuden (SAR) haku, seuraavalla kellopulssilla digitaalinen sana siirretään kolmitilan lähtöön. Keskeytyksen lähtö käännetään antamaan INTR-lähtö, joka on korkea muunnoksen aikana ja pieni, kun muunnos on valmis. Kun alhainen arvo on sekä CS: ssä että RD: ssä, ulostulo syötetään DB0: een DB7-lähtöjen kautta ja keskeytys nollataan. Kun joko CS- tai RD-tulot palaavat korkeaan tilaan, DB0 - DB7-lähdöt poistetaan käytöstä (palautetaan suurimpedanssiseen tilaan). Siten logiikasta riippuen jännite vaihtelee välillä 0 - 5 V, joka muunnetaan 8-bittisen tarkkuuden digitaaliseksi arvoksi syötettynä sisääntulona mikro-ohjainporttiin 1.

ADC0804-komponenttikomponentit
ADC0808-komponenttikomponentit

ADC-testaus

Analogi-digitaalimuunnin testaus tarvitsee lähinnä analogisen tulolähteen sekä laitteiston ohjaussignaalien lähettämiseen sekä digitaalisen datan kaappaamiseen o / p. Jotkin ADC: t tarvitsevat tarkan referenssisignaalin lähteen. ADC voidaan testata käyttämällä seuraavia avainparametreja

  • DC-siirtymävirhe
  • Tehohäviö
  • DC-vahvistusvirhe
  • Vääriä vapaita dynaamisia alueita
  • SNR (signaali-kohinasuhde)
  • INL tai integraali epälineaarisuus
  • DNL tai differentiaalinen epälineaarisuus
  • THD tai Harmoninen kokonaissärö

ADC: n tai analogisesta digitaaliseen muuntimen testaus tapahtuu pääasiassa useista syistä. Sen lisäksi, että IEEE Instrumentation & Measurement -yhteisö, aaltomuodon muodostus- ja analyysikomitea kehitti IEEE-standardin ADC: lle terminologialle sekä testausmenetelmille. On olemassa erilaisia ​​yleisiä testiasetuksia, joihin kuuluvat siniaalto, mielivaltainen aaltomuoto, vaihe-aaltomuoto ja palautesilmukka. Analogisten ja digitaalisten muuntimien vakaan suorituskyvyn määrittämiseksi käytetään erilaisia ​​menetelmiä, kuten servopohjainen, ramppipohjainen, ac-histogrammitekniikka, kolmion histogrammitekniikka ja fyysinen tekniikka. Yksi tekniikka, jota käytetään dynaamiseen testaukseen, on siniaaltotesti.

Analogia-digitaalimuunnin -sovellukset

ADC: n sovellukset sisältävät seuraavat.

  • Tällä hetkellä digitaalisten laitteiden käyttö kasvaa. Nämä laitteet toimivat digitaalisen signaalin perusteella. Analogi-digitaalimuunnin on avainasemassa tällaisissa laitteissa signaalin muuntamiseksi analogisesta digitaaliseksi. Analogisesta digitaaliseen muuntimeen sovellukset ovat rajattomat, joita käsitellään jäljempänä.
  • AC (ilmastointilaite) sisältää lämpötila-anturit huoneen lämpötilan ylläpitämiseksi. Joten tämä lämpötilan muunnos voidaan tehdä analogisesta digitaaliseksi ADC: n avulla.
  • Sitä käytetään myös digitaalisessa oskilloskoopissa signaalin muuntamiseksi analogisesta digitaaliseksi näytöksi.
  • ADC: tä käytetään muuntamaan analoginen äänisignaali digitaaliseksi matkapuhelimissa, koska matkapuhelimet käyttävät digitaalisia äänisignaaleja, mutta itse asiassa äänisignaali on analoginen. Joten ADC: tä käytetään signaalin muuntamiseen ennen signaalin lähettämistä matkapuhelimen lähettimelle.
  • ADC: tä käytetään lääkinnällisissä laitteissa, kuten MRI ja X-Ray, kuvien muuntamiseksi analogisista digitaalisiksi ennen muutosta.
  • Matkapuhelimen kameraa käytettiin pääasiassa kuvien ja videoiden sieppaamiseen. Ne tallennetaan digitaaliseen laitteeseen, joten ne muunnetaan digitaalisiksi ADC: tä käyttämällä.
  • Kasettimusiikki voidaan myös vaihtaa digitaaliseksi, kuten CDS, ja peukaloasemat käyttävät ADC: tä.
  • Tällä hetkellä ADC: tä käytetään kaikissa laitteissa, koska melkein kaikki markkinoilla olevat laitteet ovat digitaalisia. Joten nämä laitteet käyttävät ADC: tä.

Näin on kyse yleiskatsaus analogisesta digitaaliseen muuntimeen tai ADC-muunnin ja sen tyypit. Ymmärtämisen helpottamiseksi tässä artikkelissa käsitellään vain muutamia ADC-muuntimia. Toivomme, että tämä kalustettu sisältö on informatiivisempaa lukijoille. Jos sinulla on kysyttävää, epäilyksiä ja teknistä apua tästä aiheesta, voit kommentoida alla.

Valokuvahyvitykset: