Meginreglan um rekstur ADC

Við skulum líta á helstu margvísleg málefni sem hægt er að rekja til meginreglunni um flaumi-til-stafrænn breytir (ADCS) af mismunandi gerðum. Myndaröð reikning, fætur jafnvægið - hvað liggur að baki þessum orðum? Hver er að vinna meginreglunni um ADC á microcontroller? Þessar og önnur atriði verður fjallað í ramma greinarinnar. Fyrstu þrjú verður varið til almennu kenningu, og fjórða undirtitill munu læra hvernig þeir vinna. Þú getur hitta ýmsar bókmenntir ADC og DAC kjörum. Meginreglan um rekstur þessara tækja er örlítið öðruvísi, svo ekki rugla þeim. Þannig, the hlutur verður að teljast sem umbreytingin á merki frá hliðrænu í stafrænt, en DAC virkar í öfugri.

skýring

Áður miðað meginreglu ADC, við skulum finna út hvað tækið er. Analog til stafræna breytir eru tæki sem líkamlega magn er breytt í samsvarandi tölugildi framsetning. Upphafleg breytu getur virkað nánast neitt - núverandi, spenna, rýmd, viðnám, snúningi bol, hjartsláttartíðni og svo framvegis. En til þess að hafa vissu, munum við vinna með aðeins ein viðskipti. Þetta "kóða spenna". Val á þessa vinnu sniði er ekki tilviljun. Eftir ADC (meginreglan um rekstur þessu tæki) og eiginleika hennar eru að miklu leyti háð því hvers konar hugtak mæling er notuð. Hér er átt við ferli bera ákveðnu gildi með áður komið staðli.

einkenni ADC

Helstu hluti er hægt að kalla, og viðskiptahlutfall. Fyrsta lýst í bita, og annað - í sýnum annað. Modern flaumi-til-stafrænn breytir kann að hafa 24-bita eða ummyndun hraði, sem kemur til GSPS einingar. Athugaðu að ADC getur samtímis veita þér með því að nota aðeins einn af eiginleikum hans. Því meiri árangur þeirra, því erfiðara að vinna með tækið, og það er dýrara sjálft. En ávinningurinn getur verið að fá nauðsynlega hluti dýpt árangur með því að fórna hraða tækisins.

ADC tegundir

Meginreglan um rekstur mismunandi milli mismunandi hópa tæki. Við teljum eftirfarandi gerðir:

1. Þar sem beina umbreytingu.
2. Með endurtekinni samræmingu.
3. Með samhliða umbreytingu.
4. Analog-til-stafrænn breytir með jafnvægi greiðslu (S-Sigma).
5. Sameining ADC.

Það eru margar aðrar gerðir af færibandinu og sameina, sem hafa eigin sérstöku þeirra einkenni mismunandi arkitektúr. En þeir sýni, sem verður að teljast innan ramma greinar eru áhugaverð vegna þess að þeir gegna fyrirmyndar hlutverki í tæki sess sína svo sérhæfni. Svo við skulum skoða þá meginreglu að ADC, auk ósjálfstæði sínu á líkamlegt tæki.

Bein flaumi til stafræna breytir

Þeir hafa orðið nokkuð vinsæll í 60-70-unar á síðustu öld. Í formi smárása eru framleidd með 80s. Það er mjög einfalt, jafnvel frumstæðar tæki sem hægt er að hrósa marktækra tölustafa. getu þeirra er yfirleitt 6-8 bitar og hraði sjaldan yfir 1 GSPS.

Meginreglan um rekstur þessa tegund af ADC er að á plús aðföng samanburðarlyf inntak merki samtímis. Á neikvæðu flugstöðinni spenna er ákveðin gildi. Og þá ákveður tækið rekstur þess. Þetta er gert þökk viðmiðunarlínu spennu. Gerum ráð fyrir að við höfum tæki þar 8 samanburðarlyf. Þegar fóðrun ½ viðmiðunartímabilinu spenna er virk aðeins 4 af þeim. Forgang kóðun myndast tvöfaldur kóða, sem er framleiðsla skrá og læsingar. Hlutfallslegur styrkur og veikleikar má segja að þessi meginregla aðgerð leyfir þér að búa til hár-hraði tæki. En til að fá nauðsynlega orð lengd er að svita mikið.

Almenna formúlan fyrir fjölda samanburðarlyfjunum er sem hér segir: 2 ^ N. Undir N er nauðsynlegt að setja fjölda tölustafa. Skoðað fyrri dæmi er hægt að nota aftur: 2 ^ 3 = 8. Samtals fyrir þriðja útskrift verður 8 samberarnir. Þetta er reglan um ADC, sem voru búin fyrst. Ekki mjög þægilegt, svo í kjölfarið að það væri annað arkitektúr.

Analog-til-stafrænu breytunum, röð samræmingu

reiknirit "vægi" er notað hér. Stytta tæki sem starfa á slíkum málsmeðferð, sem um getur einfaldlega sem ADC fætur reikninga. Meginreglan um rekstur er sem hér segir: tækið er mæld með því inntak merki, og þá er það er borið saman við tölurnar, sem eru búnir samkvæmt vissri aðferð til:

1. Sett af hugsanlegri hluta tilvísun spennu.
2. Ef merki stærð takmörk sigrast ferð №1, það er borið saman við fjölda sem liggur miðja vegu milli eftir gildi. Svo, í okkar tilfelli verður ¾ af viðmiðunarverði spennu. Ef tilvísun merki fellur undir þessa mynd, samanburðurinn verður unnið með öðrum hluta af bili með sömu reglu. Í þessu dæmi, ¼ af viðmiðunarverði spennu.
3. Skref 2 verður að endurtaka n sinnum, sem mun gefa okkur N bita af niðurstöðuna. Þetta er vegna þess að framkvæmd N fjölda samanburð.

Þessi meginregla fram á að búnaðurinn gerir að fá með tiltölulega hátt viðskiptahlutfall, sem eru hver á samræmingarferlið ADCS. Meginreglan um rekstur, eins og þú geta sjá, einföld og þessi tæki eru tilvalin fyrir ýmsum tilefni.

Samhliða hliðrænt-tii-stafrænu breytunum

Þeir vinna eins og framhaldssaga tæki. Útreikning uppskrift - (2 ^ n) -1. Fyrir tilvikum sem teljast áður, við þurfum (2 ^ 3) -1 samanburðarlyf. Til að aðgerð því að nota ákveðinn array af þessum tækjum, sem hver um sig getur eru bornir saman við inntak og einstök viðmiðunarstraum. Samsíða flaumi-til-stafrænn breytir eru nokkuð hratt tæki. En reglan um byggingu þessara tækja er sem styðja skilvirkni þeirra krefst veruleg völd. Því notkun þeirra í rafhlaða-máttur óviðeigandi.

Analog-til-stafrænn breytir með síðari jafnvægi

Það starfar á svipaðan hátt og í fyrri tækið. Þess vegna, í því skyni að útskýra rekstur röð jafnvægi ADC, reglan um rekstur fyrir byrjendur verður að teljast bókstaflega á fingrum. Í þessum tæki byggjast á fyrirbæri á togstreita. Með öðrum orðum, raðnúmer samanburður fer fram mæld gildi með ákveðnum hluta af hámarksgildi. Hægt er að taka gildismat ½, 1/8, 1/16 og svo framvegis. Þess vegna, byggður á hliðstæðum-til-stafrænt breytir geta beitt verða ferlinu og fyrir N endurtekningar (samfelldu þrepin). Þar sem n jafngildir bita ADC (líta á áður formúlunum hér að framan). Þannig höfum við töluvert ávinning í tíma, ef það er sérstaklega mikilvægt árangur tækni. Þrátt fyrir töluverðum hraða, eru þessi tæki einnig einkennst af lítilli truflanir villa.

Analog-til-stafrænn breytir með hleðslu jafnvægi (delta-sigma)

Það er áhugaverður tegund af tæki, ekki síst vegna þess að meginreglu rekstri sínum. Hún felst í því að inntak spenna eru saman þannig að safnast samlaga. Eru inntak belgjurtir með neikvæða eða jákvæða skautun (það veltur á niðurstöðu fyrri aðgerð). Þannig getum við sagt að slíkt flaumi-til-stafrænn breytir er einfalt mælingar kerfi. En þetta er bara dæmi til samanburðar, svo þú getur skilið hvað Delta-Sigma ADC. Meginreglan um rekstur kerfisins, en fyrir árangursríka rekstur flaumi-til-stafrænn breytir er ekki nóg. The endir afleiðing er endalaus straum af sjálfur og núll, sem fer í gegnum stafræna lágtíðnihliðs. Þeir mynda ákveðna hluti röð. Greina á ADC breytir um fyrri og seinni röð.

Sameining analog-to-stafrænn breytir

Þetta er sérstakt tilfelli þess síðarnefnda, sem verður að teljast sem hluti af greininni. Næst munum við lýsa rekstur þessara tækja, en á almennum vettvangi. Þetta ADC er byggður á hliðstæðum til stafræna breytir með ýta-rífa samruna. Til að mæta svona tæki geta vera a stafrænn multimeter. Og þetta er ekki á óvart, vegna þess að þeir veita mikla nákvæmni og á sama tíma og bæla truflunum.

Nú skulum leggja áherslu á meginreglu í rekstri. Það liggur í þeirri staðreynd að inntak þétti er innheimt fyrir fasta tíma. Venjulega er þetta tímabil er ein af mains tíðni sem er undirstaða vefsins meginhluta tækisins (50 Hz eða 60 Hz). Það getur líka verið margar. Þannig, hátíðni er bæla. Samtímis jafnað áhrifum óstöðug spenna máttur uppspretta raforku á nákvæmni niðurstaðna.

Þegar ákæra tíminn endar flaumi stafræna breytir, þétti byrjar að rækja með ákveðna fasta hraða. Innri teljara Tækið telur fjölda klukku púls sem eru búnir meðan á þessu ferli. Þannig, því lengur sem tímabil, því meiri árangur.

ADC twostroke sameining með hár nákvæmni og upplausn. Vegna þessa, sem og byggingu tiltölulega einfalda uppbyggingu, þeir eru keyrð sem flís. The aðalæð galli af slíkri meginreglu vinnu - eftir frammistöðu net. Mundu að getu þess eru bundin við lengd tíðni aflgjafa tímabili.

Hér er hvernig ADC tvöfalt sameining. Meginreglan um rekstur tækisins, jafnvel þó að það er alveg flókið, en það veitir gæðavísum. Í sumum tilfellum er þetta einfaldlega ómissandi.

Veldu APC okkur nauðsynlegar meginregluna um

Við skulum segja, að við stöndum frammi fyrir ákveðin verkefni. Sem á að velja tækið þannig að það er hægt að uppfylla allar þarfir okkar? Í fyrsta lagi skulum tala um upplausn og nákvæmni. Mjög oft þeir eru óviss, en í raun þeir eru mjög veikt háðir seinni. Athugaðu að 12-bita flaumi-til-stafrænn breytir verið ónákvæmari en 8-bita. Í þessu tilviki, upplausn - er mælikvarði á magn hluti er hægt að úthlutað til mældu merki inntak svið. Svona, 8-bita ADC búa yfir August ² = 256 slíkar einingar.

Nákvæmni - er alls viðskiptin niðurstaða fæst frávik frá hugsjón gildum, sem ætti að vera á ákveðnu inntak spennu. Það er fyrsta viðfang einkennir möguleika sem hefur ADC, og annað sýnir það sem við höfum í reynd. Þess vegna getum við stíga upp og einfalt gerð (td bein flaumi-til-stafrænn breytir), sem mun uppfylla kröfur vegna mikillar nákvæmni hennar.

Að hafa hugmynd um hvað það tekur á að byrja að reikna líkamlega breytur og reisa stærðfræðilega formúlu samskipti. Mikilvægt að þeir eru truflanir og dynamic villur, vegna þess að þegar að nota ýmsa hluti og meginreglur byggingu tækisins munu þeir hafa mismunandi áhrif á frammistöðu sína. Nánari upplýsingar má finna í tækniskjölunum í boði frá framleiðanda hverju einstöku tæki.

dæmi

Við skulum líta á ADC SC9711. Í rekstri Meginreglan af þessu tæki er flókið vegna stærðar sinnar og getu. Talandi um síðarnefnda, skal tekið fram að þeir eru sannarlega fjölbreytt. Þannig, til dæmis, er hægt rekstur tíðni er breytilegt frá 10 Hz til 10 MHz. Með öðrum orðum, það er hægt að gera 10 milljón sýni á sekúndu! Og tækið sjálft er ekki eitthvað fast og hefur mát byggingu uppbyggingu. En það er yfirleitt notuð í flóknum forritum sem þú þarft til að vinna með fjölda merki.

niðurstaða

Eins og þú geta sjá, ADCS hafa í eðli sínu mismunandi meginreglur rekstri. Þetta gerir okkur kleift að velja tæki sem mun fullnægja hlýst þörfum og þannig leyfa sanngjarna notkun tiltækra auðlinda.