General fitsipika fiasan'ny ADC

Andeha isika hijery ny tena olana isan-karazany izay azo heverina ho ny fitsipiky ny ny Analog-to-nomerika converters (ADCs) ny samy hafa karazana. Sequential kaonty, nifandimby ny mampifandanja - Inona no lainga ao ambadiky ireo teny ireo? Inona no fitsipiky ny miasa ny ADC ny microcontroller? Olana ireo sy ny hafa koa no hodinihina ao amin'ny sehatry ny lahatsoratra. Ny telo voalohany dia hifantoka amin'ny teoria amin'ny ankapobeny, ary ny fahefatra dia Subtitle hianatra ny fomba miasa. Afaka hihaona vita an-tsoratra isan-karazany sy ny ADC DAC teny. Ny fitsipiky ny fiasan'ny fitaovana ireo dia somary hafa kely, ka Aza afangaro ireo. Noho izany, ny lahatsoratra no hodinihintsika ny fiovam-po ny famantarana avy Analog ho nomerika, raha mbola miasa ao amin'ny DAC mifamadika.

famaritana

, Raha mieritreritra ny fitsipiky ny ny ADC, dia aoka hojerentsika hoe inona ny fitaovana izany. Analog ny fitaovana nomerika converters dia be fa ny ara-batana dia niova fo ho mifanitsy numeric solontena. Ny voalohany dia afaka manao zavatra fikirana saika na inona na inona - amin'izao fotoana izao, malefaka, capacitance, fanoherana, fihodinan'ny ny lavaka, ny fitepon'ny sy ny sisa. Fa mba efa azo antoka, isika dia miara-miasa amin'ny iray ihany no fiovam-po. Io "malefaka fehezan-dalàna". Ny safidy io asa io endrika tsy nahy. Taorian'ny ADC (ny fitsipiky ny fiasan'ny fitaovana ity) sy ny endri-javatra dia miankina amin'ny inona ny fandrefesana hevitra no ampiasaina. Izany dia manondro ny dingan'ny mampitaha zava-dehibe anankiray niorina tamin'ny teo aloha fitsipika.

toetra ADC

Ny tena azo atao hoe kely, sy ny fiovam-po tahan'ny. Miseho amin'ny potika voalohany, ary ny faharoa - in santionany ny faharoa. Modern Analog-to-nomerika converters mety ho 24-bit hafainganam-pandeha na ny fiovam-po, izay tonga ao GSPS vondrona. Mariho fa ny ADC niara afaka manome anao ny fampiasana ny iray monja amin'ny toetra. Ny lehibe kokoa ny zava-bitany, dia vao mainka sarotra ny miasa miaraka amin'ny fitaovana, ary izany dia lafo kokoa ny tenany. Fa ny soa mety ho mba hahazoana ny ilaina somary lalina fampisehoana amin'ny alalan'ny sorona ny hafainganam-pandehan'ny ny fitaovana.

ADC karazana

Fitsipiky ny hetsika miovaova eo vondrona samihafa ny fitaovana. Diniho ireto manaraka ireto isika karazana:

1. Koa satria mivantana fiovam-po.
2. Amin'ny nifandimby manakaikikaiky izany.
3. Amin'ny mitovy fiovana.
4. Analog-to-nomerika amin'ny mpanova ny mampifandanja ny anjara-raharaha (Delta-sigma).
5. Fampidirana ADC.

Maro ireo karazam-conveyor hafa sy mitambatra, izay manana ny toetra mampiavaka manokana ny maritrano samihafa. Fa izany santionany, izay hodinihina ao amin'ny fototry ny lahatsoratra dia mahaliana satria milalao fakan-tahaka ny anjara asany eo amin'ny akany fitaovana specificity toy izany. Aoka àry isika handinika ny fitsipiky ny ny ADC, ary koa ny fiankinantsika amin 'ny ara-batana fitaovana.

Direct Analog ho nomerika converters

Lasa tena malaza eo amin'ny 60-70-ies tamin'ny taonjato farany. Ao amin'ny endriky ny Integrated faritra dia novokarina tamin'ny taona 80. Dia tena tsotra, dia fitaovana faran'izay tsotra izay tsy hirehareha amin'ny olo-malaza lehibe. Ny fahaiza-dia matetika 6-8 potika, ary zara raha mihoatra ny hafainganam-pandeha 1 GSPS.

Ny fitsipiky ny fiasan'ny karazana ADC izany dia hoe eo amin'ny miampy inputs ny comparators fahan'ny famantarana indray miaraka. Tamin'ny alalan'ny terminal ny ratsy malefaka dia zava-dehibe sasany. Ary avy eo ny fitaovana no mamaritra ny fandidiana. Izany no natao noho ny boky malefaka. Aoka isika mihevitra fa manana fitaovana izay 8 comparators. Rehefa namahana ½ ny boky malefaka dia afaka ihany 4 amin'izy ireo. Ny laharam-pahamehana encoder namorona mimari-droa fehezan-dalàna, izay Output boky firaketana sy ny latches. Havany tanjany sy ny fahalemeny azo lazaina fa izany fitsipiky ny asa mamela anao hamorona fitaovana haingam-pandeha. Fa ny hahazo ny teny ilaina halavan'ny tsy maintsy hatsembohan'ny be.

Ny ankapobeny raiki-pohy ho an'ny ny isan'ny comparators dia toy izao manaraka izao: 2 ^ N. Teo ambany N Ilaina ny mametraka ny isan'ny isa. Ohatra teo aloha jerena dia azo ampiasaina indray: 2 ^ 3 = 8. Subtotal for fahatelo marary mitsika dia tsy maintsy 8 comparators. Izany no foto-kevitry ny ny ADC, izay noforonina voalohany. Tsy tena mety, ka taty aoriana nisy trano hafa.

Analog-to-nomerika converters, nifandimby manakaikikaiky izany

algorithm "weighting" no ampiasaina eto. Hanafohezany ilay fitaovana miasa amin'ny fomba toy izany, antsoina hoe fotsiny toy ny ADC nifandimby volavolan-dalàna. Ny fitsipiky ny hetsika dia toy izao manaraka izao: ny fitaovana dia refesina amin'ny alalan'ny fahan'ny famantarana, ary avy eo no oharina amin'ny isa, izay niteraka araka ny fomba sasany:

1. Milentika ny antsasaky ny boky izay azo atao malefaka.
2. Raha ny famantarana maridrefy fetra handresy ny diany №1, dia oharina amin'ny maro izay mandry eo amin'ny sisa tavela Midway sarobidy. Noho izany, eo amin'ny tranga dia ho ¾ ny boky malefaka. Raha latsaka ny boky fohy famantarana ny sarin io, ilay fampitahana ho amin'ny iray hafa natao ampahany amin 'ny elanelam-potoana io toro lalana' izany ihany koa. Ao amin'io ohatra, ny boky ¼ malefaka.
3. Dingana 2 dia tsy maintsy miverimberina in-N, izay hanome antsika ny N potika ny vokany. Izany dia vokatry ny fitondran-tenan'ny N isan'ny fampitahana.

Izany fitsipika izany ny fitaovana mamela ny hahazo amin'ny havana avo ny tahan'ny fiovam-po, izay nifandimby ADCs manakaikikaiky izany. Ny foto-kevitry ny hetsika, araka ny hitanao, tsotra, ary ireo fitaovana dia mety tsara ho an'ny toe-javatra isan-karazany.

Mirazotra Analog-to-nomerika converters

Miasa toy ny serial fitaovana. Kajy rijan - (2 ^ N) -1. Fa ny raharaha heverina aloha, dia mila (2 ^ 3) -1 comparators. Fa fandidiana mampiasa manokana nahay ireo fitaovana, tsirairay izay mety mampitaha ny fahan'ny sy malefaka ny boky tsirairay. Mirazotra Analog-to-nomerika converters dia somary mafy fitaovana. Fa ny foto-kevitry ny fanorenana ireo fitaovana no soa tokony ho fanohanana ny asa lehibe mila hery lehibe. Noho izany, ny fampiasana amin'ny bateria-Powered tsy manara-penitra.

Analog-to-nomerika ny mampifandanja ny mpanova amin'ny nifandimby

Tsy miasa amin'ny toy izany koa ho toy ny teo aloha fitaovana. Noho izany, mba hanazavana ny fiasan'ny nifandimby ny mampifandanja ny ADC, ny fitsipiky ny asa ho an'ny beginners no hodinihintsika ara-bakiteny eo amin'ny rantsan-tananao izy. Ao ireo fitaovana mifototra amin'ny toe-javatra ny Fisampan-droa. Amin'ny teny hafa, ny serial fampitahana dia nentina nivoaka nandrefy sanda amin'ny vola sasany vidiny ny ambony indrindra vidiny. Afaka maka soatoavina ½, 1/8, 1/16 sy ny sisa. Noho izany, Analog-to-nomerika mpanova afaka manatanteraka ny dingana ho an'ny N iterations (nifandimby dingana). Izay N mitovy ny kely ADC (hijery ny teo aloha rijan ambony). Noho izany, dia manana harena be Rehefa nandeha ny fotoana, raha toa ka manan-danja indrindra fampisehoana teknika. Na dia eo aza ny hafainganam-pandeha be, ireo fitaovana ihany koa mampiavaka ny ambany voasakantsakan'ny fahadisoana.

Analog-to-nomerika converters amin'ny anjara-raharahany mahay mampifandanja (Delta-sigma)

Izany no tena mahaliana karazana fitaovana, tsy ny kely indrindra ny fandidiana noho ny fitsipika. Ary amin 'izany dia ahitana ny fahan'ny voltages dia ampitahaina ka ny voangony integrator. Ve fahan'ny pulses amin'ny ratsy na tsara polarity (izany dia miankina amin'ny vokatry ny asa teo aloha). Araka izany, azontsika atao ny milaza fa izany Analog-to-nomerika mpanova dia tsotra ampy rafitra. Fa izao dia ohatra iray fotsiny ho an'ny oharina, mba hahafahanao hahatakatra izay ny vinanihefaka-sigma ADC. Fitsipiky ny rafitra miasa, fa ho an'ny mahomby fiasan'ny ny Analog-to-nomerika mpanova Tsy ampy. Ny vokatra farany dia tsy manam-pahataperana ny renirano amim-behivavy sy zeros, izay mandeha amin'ny alalan'ny ambany nomerika-mandalo sivana. Mamorona izy ireo dia nisy filaharana kely. Hanavaka ny ADC converters ny voalohany sy faharoa mba.

Fampidirana Analog-to-nomerika mpanova

Izany no tranga manokana ny farany, izay heverina ho toy ny ampahany amin'ny lahatsoratra. Manaraka, dia mamaritra ny fiasan'ny fitaovana ireo, fa eo amin'ny sehatra ankapobeny. Ity ADC no Analog-to-nomerika mpanova amin'ny hanoto-fihoaram- fampidirana. Mba hihaona toy izany dia afaka ny ho fitaovana nomerika multimeter. Ary izao no tsy mahagaga, satria marina sy manome avo tamin'izany andro izany tsara hanafoanana ny fitsabahan'ny.

Aoka ny hifantoka amin'ny ny fitsipiky ny hetsika. Izany dia mifototra amin 'ny zava-misy fa ny fahan'ny capacitor dia voampanga nandritra ny fotoana raikitra. Matetika, io fotoana io dia iray amin'ireo matetika mains izay fahefana ny fitaovana (50 Hz na 60 Hz). Mety ho maro. Noho izany, matetika feo avo-dia foanana. Niara-rava tanteraka hery miasa mangina miovaova fahefana malefaka loharanom-jiro eo amin'ny marina ny vokany.

Rehefa mifarana ny anjara-raharaha ny fotoana Analog-nomerika mpanova, ny capacitor manomboka manefa amin'ny hafainganam-pandeha raikitra manokana. Anaty fitaovana hanoherana zava-dehibe ny isan'ny famantaranandro pulses izay niteraka mandritra izany dingana. Araka izany, ny fotoana ela ny elanelam-potoana io, ny lehibe kokoa ny fampisehoana.

ADC twostroke fampidirana manana marina avo sy ny fanapahan-kevitra. Noho izany, ary koa ny fanorenana ny rafitra somary tsotra, dia novonoina ho toy ny Chip. Ny tena hantsana lalina manjaka toy izany fitsipiky ny asa - arakaraka ny fampisehoana Network. Tadidio fa ny fahaiza-manao dia mifamatotra ny faharetan'ny famatsiana ny fahefana matetika fe-potoana.

Toy izao ny fomba fampidirana ny ADC avo roa heny. Ny foto-kevitry ny hetsika ny fitaovana na dia tena sarotra, fa manome ny toetra pamantarana. Amin'ny toe-javatra sasany, izany no tena ilaina fotsiny.

Mifidiana APC antsika ny ilaina fitsipika

Andeha manao hoe: isika dia miatrika asa manokana. Izay misafidy ny fitaovana mba afaka hihaona rehetra ilaintsika? Voalohany, dia aoka isika hiresaka momba ny vahaolana sy ny marina. Matetika izy ireo sahiran-tsaina, na amin'ny fomba fanao tena natahotra izy ireo miankina amin'ny iray faharoa. Mariho fa 12-bit Analog-to-nomerika mba ho kely mpanova marina noho ny 8-bit. Amin'ity tranga ity, fanapahan-kevitra - dia ohatry ny be ny fizarana dia azo omena ny nandrefy fahan'ny faneva isan-karazany. Noho izany, 8-bit ADC manana Aogositra ² = 256 vondrona toy izany.

Araka ny marina - dia vokatry ny fiovam-po tanteraka nahazo fahadisoan-dàlana avy amin'ny soatoavina tsara, izay tokony ho amin'ny nomena torohevitra malefaka. Izany hoe, ny voalohany fikirana mampiavaka ny hery anaty izay manana ny ADC, ary ny faharoa dia mampiseho izay ananantsika ao fanao. Noho izany, dia afaka dingana ka karazana tsotra kokoa (ohatra, mivantana Analog-to-nomerika converters), izay mahafeno ireo fepetra avo noho ny marina.

Mba manana hevitra ny zavatra ilaintsika mba hanomboka kajy ny masontsivana ara-batana sy hanorina raikipohy matematika ny fifandraisana. Zava-dehibe izy ireo fahadisoana voasakantsakan'ny sy mavitrika, satria rehefa mampiasa ny singa samihafa sy ny fitsipiky ny fanorenana ny fitaovana izy ireo dia hanana ny fiantraikany eo amin'ny hafa ny zava-bitany. -Tsipiriany fanazavana fanampiny dia hita ao amin'ny taratasy ara-teknika natolotry ny mpanamboatra fitaovana manokana ny tsirairay.

ohatra

Andeha isika hijery ny ADC SC9711. Ny fitsipiky ny miasa amin'ity fitaovana ity dia sarotra noho ny habeny sy ny fahafahana. Raha niresaka momba ny farany, dia tokony homarihina fa tena samy hafa izy ireo. Araka izany, ohatra, hetsika azo atao matetika miovaova amin'ny 10 Hz ka hatramin'ny 10 Mhz. Amin'ny teny hafa, dia mety ho 10 tapitrisa isan-tsegondra santionany! Ary ny fitaovana mihitsy dia tsy zavatra mafy orina, ary manana Modular fanorenana ny rafitra. Saingy matetika sarotra ampiasaina amin'ny fampiharana izay mila miasa miaraka amin'ny maro ny famantarana.

famaranana

Araka ny hitanao, ADCs tena hoe manana fitsipika hafa ny hetsika. Izany dia mamela antsika ny mifidy ny fitaovana ho fahafaham-po izay zavatra ilaina hitsangana, ka mamela ny antonony fampiasana ny loharanon-karena misy.