Prensîbê giştî ya operasyona ADCs

Bila mijara sereke ya sereke bisekinin ku ji bo prensîbê operasyona analog-to-digital converters (ADCs) ji celebên cûda cûda dibin. Hesabek rêzikî, bitek baldarî - van peyivên çi veşartî ye? Prensîbê ADC microcontroller çi ye? Ev, herweha çend hejmarek din, em dê di çarçoveya gotara xwe de bifikirin. Em ê sê beşên pêşîn ên teoriyê gelemperî bikin û ji dorpêçeya çaremîn de em ê prensîbê karê xwe bixebite. Hûn dikarin peymanên ADC û DAC di wêjeya wêjeyê de bibînin. Prensîbê operasyona van cîhazên hûrgelan cuda ye, da ku ew neheq bikin. Ji ber vê yekê, gotara bendê guhertina nîşanên ku ji hêla analogê ve bi dîjîtal ve tê fêm dike, dema ku DAC li dora din jî dike.

Nirxandin

Berî prensîbê ya ADC, em bila bibînin ka kîjan cîhazê ew e. Convertên Analog-to-Digital ji alavên ku ji hêla nifûsa fîzîkî re navnîşa nimûne nimûne nimûne. Wekî pîvanek pêşîn, hema tiştek dikare çalak bikî: niha, voltage, erêla, berxwedanê, şaft rotasyon angle, pulse frequency, and so on. Lê ji bo ku hebe hebe, em ê bi tenê bi veguherînek kar bikin. Ev ev "voltage-code" e. Hilbijartina vê formatê neyînî ye. Her wiha, ADC (prensîbê operasyona vê deviceê) û taybetmendiyên wê bi gelemperî pir bi girêdayî tête tête bikaranîn. Bi vê yekê tê wateya ku pêvajoya danûstendineke hin taybetmendiyê bi standardek berê ve hatî dabeşkirin.

Taybetmendiyên ya ADC

Ya sereke kûrahî û hûrgelê ya guherînê ye. Yekem yekem di nav bîtanên xwe de tête dayîn, û duyemîn di navnîşan de her duyemîn eşkere dike. Modern converters of analog-to-digital may be 24 bit capacity or speed conversion conversion, which destûra GSPS diçe. Têbînî ku ADC dikare bi tenê bi yek taybetmendiyên xwe pêşkêşî we bide. Karên xwe yên mezintir, pir zehmet e ku ew bi cîhê kar bixebitin, û ew bixwe bêtir e. Belê fînans dikare bi hejmarên hewceyê bigirin, bi lezgîniya amûreyê feda bikin.

Cîhanên ADCs

Prensîbê operasyona di nav komên cuda de cîhêreng dike. Em ê van cûreyan bifikirin:

1. Bi veguhertina yekser.
2. Bi nêzîkî nêzîkbûnê.
3. Bi guhertina parallel.
4. Converter-analog-digital converter balance (delta-sigma).
5. ADCs Integrasyon

Gelek veguherîn û hevgirtinên din hene ku xwedî taybetmendiyên xwe yên bi mîmarên cuda cuda hene. Lê ew nimûneyên ku di çarçoveya çarçoveyê de gotar têne fêm kirin, ji ber ku ew rola nîşanên xwe di nav deverên wan ên taybetmendiyê de dikin. Ji ber vê yekê, bila prensîbê ADC, herweha her girêdan li ser cîhaza fîzîkî bixwînin.

Guherandinên yekser analog-to-digital

Ew di sedsala dawîn de 60-70s de gelekî mezin bûn. Di çarçoveya navendên yekbûyî yên ji 80an de têne hilberandin. Ev pir hêsan e, heta ku amûrên kevnar ên ku nikarin nîşanên girîng ên nerazî nakin. Bi kûrahiya wan ya gelemperî gelemperî 6-8 bît e, û zûtir bi zûtirîn GSPS zêde dibe.

Prensîpê ya operasyona ADC ya vî rengî ev e: e-nîşanek veguherînek bi heman demê re bi veguhestina danûstandinên danûstendinê ye. Terminalsên negatîf bi voltage ji nirxek taybetî ve tê danekirin. Û dûre cîhê pergala xebata xwe destnîşan dike. Ji ber vê yekê ji alîyê voltageê ve tête kirin. Bila bêje ku em xwedî cîhaziyek heye ku derê 8 hevpeymanan hene. Dema ku Ω bi vakslona referansa ve tê bikaranîn, tenê 4 ji wan re bibin. Berê pêşniyarê encoder dê kodek binirxîne, ku ji hêla qeydkirina hilberê ve tê vekirî ye. Di derbarê meriv û demerîtan de, dikare werin gotin ku ev prensîbê operasyona destûrkirina destûra hûrgelan de dide. Lê ji bo ku kapîtalek hûrgelan hewce ye ku hûn bi gelemperî paqij bikin.

Formula giştî ya ji bo jimareya jimartirên vê yekê dimîne: 2 ^ N. Under N, hûn hewce ne hejmara hejmaran. Wek mînakek berê tête dîtin dikare dîsa bikar anîn: 2 ^ 3 = 8. Bi tevahî 8 hevpeymanan hewce ne ku ji bo hejmara sêyemîn bigirin. Ev prensîbê ADC, ku yekem afirandibû. Ne pir hêsan e, da ku di wê paşê de derheqê arşîvên din hene.

Analog to Digital Converters

Li vir em bi "berbelav" algorithm bikar bînin. Di kurt de, amûrên vê teknîkê bi kar tîne tê gotin ku tenê ji bo ADCs ji bo hejmara countedê tê gotin. Prensîbê operasyona wiha wiha ye: Devîra tedbîriya nirxê veguhastina gavê dike, û hingê ew bi hejmarên ku bi gor teknîkî hin taybet têne hilberandin,

1. Half-nîv ji referansa veguhestina gengaziyê vekirî ye.
2. Heke nîşanî sînor ji nirxa nirxê # 1 re derbas dibe, paşê ew bi hejmareke ku di nav nirxa mayî de tête tête kirin. Ji ber vê yekê, di vê yekê de ev ê ¾ ji voltageê referansa. Heke nîşanî nîşana vê indexê neyê, wê wergirtina wê bi parçeya din ya navendê re pêk tê. Di vê nimûneyê de, ew ¼-ê voltageê ye.
3. Step 2 divê car caran N caran dubare bike, ku dê encama H-bit bide me. Ji ber ku hejmarek hejmarek hevbigereyê ye.

Ev prensîbê operasyona we destûr dide ku hûn bi cîhazên bi lezguhastina guhertoya bilindtirîn bilind bigirin, ku ji bo nêzîkbûna nêzîkî ADCs ya nêzîkbûnê. Prensîbê operasyonê, wekî ku hûn dikarin bibînin, hêsan e, û van cîhazên ji bo dozên celeb gelek baş e.

Convert-analog-to-digital converters

Ew wek cîhazên serial dixebite. Formula ji bo hesabkirina hesabê (2 ^ H) -1. Ji ber ku ev pêşî tê dîtin, em hewce ne (2 ^ 3) -1 comparators. Ji bo operasyonê, hinek pisporên van cîhan bikar tînin, her kes dikare dikarin voltagesên veguhestin û çavkaniya kesane. Convert-analog-to-digital-converters bi cîhazên tûz in. Lê prensîbê van avahiyên avahiyê weha e ku ji bo parastina wan karanîna desthilatdar a girîng be. Ji ber vê yekê, ew nayê pêşniyar kirin ku bi wan re bi hêza batteranê bikar bînin.

Konvertera Analog-to-Digital bi bithek baldarî

Ew li gor planek wekhev wekî cîhûra berê berê operasyon dike. Ji ber vê yekê, ku ji bo operasyona ADC ya balyozê bitiker bike, prensîbê karê destpêkê ji destpêkê re dest bi tilikê tête binirxandin. Di dilê xwe de ev amûrên fenomenon ya dototomyê ye. Bi awayekî din, dahatûreke hevpeymanî ya nirxa nirxê bi beşek hinek beşdariya nirxa herî zêde tê kirin. Nirxan di ½, 1/8, 1/16 û soqê de werin girtin. Ji ber vê yekê, converter-an-digital-ê dikare pêvajoya tevahiya H-reerations (pêngavên berdewam) pêk bînin. Û H bi hevalbendiya ADC wekhevî ye (binêrin pêşî formulas). Bi vî awayî, di dema we de girîngiyek girîng e, heger lezgîniya teknîkî bi taybetî girîng e. Tevî bilezeke girîng hebe, ev amûrên bi xetereya astengiyek kêm a taybetmend in.

Analog-digital converters with balance balancing (delta-sigma)

Ev cûreyeke herî balkêş e, cîhê ne ji hêla prensîbên xebatê ve ye. Ew di rastiyê de tête ku voltûya vakslêdana bi kîjan yekgirtî tête kirin tête kirin. Gelek bi negatîf an polîtîkek erênî têne fêr kirin (hemî li ser encama operasyona berê ya xwe girêdayî ye). Ji ber vê yekê, dikare were gotin ku converter an analog-to-digital di pergala rêbazê de hêsan e. Lê ev yek tenê wek mînakek ji bohevkirinê ye, da ku hûn bizanin ku çi devera delta-sigma ADC ye. Prensîbê operasyona pergala pergalê ye, lê ji bo operasyona hêsantir a converterê analog-an-to-digital ne bes e. Encam encama hilberê yekîneyên zêr û zeros e ku bi rêya LPF dîjîtal dibe. Ji van yekê, hinek rêzek hinekî ava kirin. Wekhevkirina di navbera ADC veguheranên yekem û rêza duyemîn de pêk tê.

Veguherînên analog-to-digital

Ev rewşeke taybetî ya ku dê di çarçoveya gotara de tête binçavkirin. Dibe, em ê operasyona van cîhazan binirxînin, lê di asta gelemperî de. Ev ADC converter bi analog-to-digital ve bi integration-push-pull. Hûn dikarin amûreke wekû di multilimek dîjîtal de bibînin. Û ev ne ecêb e, ji ber ku ew rastiya rastîn û bihevrevanî baş dikin dengê xweş bikin.

Niha em li ser prensîbê xebata xebatê. Ew di nav pêkanîna hûrgelê de pêvekêşînek ji bo demek maqûl e. Bi gelemperî, ev demjimêra yekîneya torê ye ku hêza cîhaziyê (50 Hz an jî 60 Hz). Ew jî dikare pir zêde bibe. Ji ber vê yekê, dengê bilind-frequency dengê zordariyê ye. Di heman demê de, bandorkirina voltê ya volsê ya çavkaniya grid ya hilberîna elektrîkê li ser rastiya encama hilweşînê ye.

Dema ku dema dema bihayê bihayê de veguhestina analog-to-digital endeav, capacator destnîşan dike ku di rêjeya taybet de derbas dibe. Li dijî pevçûnê navxweyî navnîşa hejmarên gurê yên ku di vê pêvajoyê de têne çêkirin. Bi vî awayî, demeke dirêj, navnîşên girîng ên nîşankirin.

ADCs a yekîtiya yekgirtina rastiyê û hêza çareseriyê heye. Ji ber vê yekê, hem jî wekî avahiyek hêsanî ya avahiyê çêbikin, ew wek çixwanan têne kirin. Pîvanên sereke yên vê prensîbê karê girêdayî girêdayî nîşana networkê ye. Bawer bikin ku kapasîteyên wê di dema demdirêjiya bihayê deynî de girêdayî ye.

Li vir çawa çawa ADC-ê-yekgirtî dixebite. Prensîbê operasyona vê amûreyê, her çiqas pir zehmet e, lê ew nîşanên kalîteyê pêşkêş dike. Di hin rewşan de, ew bi tenê hewce ye.

Bi prensîbê karê ku em hewce ne an APC hilbijêrin

Em bêjin em ê karkerek hinek hewce dikin. Çawa ku cîhazek hilbijêrin da ku ji bo hemî daxwazên me bigihîjin? Ya pêşîn, bila biryara çareseriyê û rastiyê biaxivin. Gelek caran ew tevlihev dibin, lê belê di pratîkê de ew pir bi qelsî bi yek ji duyemîn girêdayî ne. Bawer bikin ku convertera analog-to-digital-12-bit dikare ji 8-bit kesek bêtir rastiyê heye. Di vê rewşê de, çareserkirina pîvana ye ku çiqas ji hêla rêjeya rêjeya nimûneya nîvê ve têne vebirin. Ji ber vê yekê, ADCs 8-bit xwedî 2 ⁸ = 256 yekîneyên wan hene.

Paqijiya tevahiyaheviya vala ye ku encama guherîna nirxên îdeolojî ye, ku ji bo vaftekek vekirî ye. Ew e, yekem pîvanê pêşerojên potansiyonê yên ADC, û duyemîn nîşan dide ku em di pratîkê de ye. Ji ber vê yekê, em dikarin celebek hêsantir bikin (wek nimûne, veguherînên analog-to-digital), ku dê hewceyê hewceyê bi rastiya bilindtirîn.

Ji bo ku fikrên ku çi pêwîst e, pêwîst e ku em pêdivî ye ku pîvana fîzîkî û hesabek matografîk ji bo pêwendiyê çêbikin. Girêde girîng in wan çewtî û dînamîk têne, ji ber ku gava ku beşên cûda û prensîbên cuda bikar bînin, amûrên cuda li ser taybetmendiyên wê hene. Agahdariyên berfirehtir dikarin di belgeya teknîkî de bibînin ku ji hêla pargîdanê ya her taybetmendî pêşkêş dike.

Mînak:

Let's look at the ADC SC9711. Prensîpê ya operasyona vê cîhazê ji ber pîvana wê û tecrûbeyên paqij e. Bi awayê, di derbarê paşîn de axaftin, divê ew bifikirin ku ew bi rastî celeb in. Ji bo nimûne, nimûne, karûbarên mimkunî yên ji 10 Hz heta 10 MHz. Di heman demê de, ew dikare bi 10 mîlyon hesab bide her duyemîn! Û cîhaza xwe tiştek tiştek yekbûyî ne, lê pergala moduler a avakirina avahiyê ye. Lê ev yek, wekî hukûmetê, di teknîkî de tevlihev e, ku ew hewce ye ku hejmarek bi hejmareke mezin re nîşan bide kar bikin.

Encam

Wekî ku hûn dikarin bibînin, ADCs bingehîn bi prensîbên kar ên cuda hene. Ev yek ji me re destnîşan dike ku destûra ku ji bo daxwazên ku biqewimin bigire, hilbijêre, û di heman demê de destûrê dide ku rêbazên mebestê bikar bînin.