Sigma-Delta ADC là gì

Adc là gì |Tất tần tật về adc

• 123 Doc
• 11/01/2022
• Hỏi đáp

adc là gì đang được nhiều người tìm kiếm. 123 DocX.123 DocX gửi tới các bạn bài viết Adc là gì |Tất tần tật về adc . Cùng123 DocX tìm hiểu ngay thôi

ADC

Wikipedia, bách khoa toàn thư miễn phí Bỏ qua điều hướng Bỏ qua để tìm kiếm

Mạch chuyển đổi tín hiệu tương tựsang số hayADC [viết tắt tiếng Anh:Analog-to-Digital Converter] là hệ thống mạch chuyển đổi liên tục một tín hiệu tương tự [tín hiệu tương tự] như tín hiệu âm thanh. bảng điều khiển micrô hoặc tín hiệu đèn trong máy ảnh kỹ thuật số thành tín hiệu kỹ thuật số.[1][2]Hệ thống ADC có thể bao gồm phần cứng [chẳng hạn như thiết bị tính toán độc lập] chuyển đổi tín hiệu tương tự [dưới dạng điện áp hoặc dòng điện] sang các giá trị kỹ thuật số. [kỹ thuật số] đại diện cho độ lớn của điện áp hoặc tín hiệu này. Điển hình là tín hiệu kỹ thuật số Đầu ra kỹ thuật số là một số bù của hai tỷ lệ với giá trị đầu vào, nhưng có một số khả năng khác.

Một số kiến ​​trúc ADC được sử dụng. Do sự phức tạp của kiến ​​trúc và các yêu cầu về độ chính xác, hầu hết các hệ thống ADC đều được chế tạo bên trong các mạch tích hợp [IC]. Tại đầu vào chính của bộ ADC trong vi mạch, có thể có phần tử Bộ ghép kênh, phần tử này tạo ra bộ ADC nhiều đầu vào hoặc bộ ADC đa kênh. Trước đây, chi phí của một ADC cao, vì vậy 8 đến 64 đầu vào được tổ chức. Hiện tại, có những vi mạch chỉ có 1, 2 hoặc 4 đầu vào.

Sơ đồ DAC[viết tắt tiếng Anh.Digital-to-Analog Converter] haymạchchuyển đổi tín hiệu số sang tương tự có mạch chuyển đổi đặc tính nghịch D khi chuyển đổi tín hiệu số thành tương tự.Sự kiện [sửa | chỉnh sửa mã nguồn]

Để chuyển đổi tín hiệu tương tự thực tế [chẳng hạn như nhiệt độ, độ ẩm, âm thanh, v.v.] sang tín hiệu kỹ thuật số, tín hiệu tương tự thực tế đó phải được chuyển đổi sang dạng điện áp.ADC sau đó đọc các giá trị điện áp này và chuyển đổi chúng thành tín hiệu kỹ thuật số thích hợp.[2]

Vì sự biến đổi này liên quan đến việc lượng tử hóa tín hiệu đầu vào, nên nó phải có một sốlỗihoặc phụ thuộc vàonhiễu tín hiệu.Thay vì liên tục thực hiện các chuyển đổi, ADC thực hiện các chuyển đổi định kỳ, lấy mẫu tín hiệu đầu vào và giới hạn băng thông tín hiệu.[3]

Hiệu suất của ADC được xác định bởi băng thông và tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu [SNR] của nó. Băng thông ADC được sử dụng bởicáctỷ lệ lấy mẫu. SNR của ADC phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm độ phân giải, độ tuyến tính và độ chính xác [ước tính về hiệu quả của quá trình lượng tử hóa tín hiệu]. từ tín hiệu tương tự thực tế], răng cưa và jitter. ADC SNR, là số bit trung bình được trả về trong mỗi lần tính toán mà không bị can thiệp, được gọi là số bit hiệu dụng [ENOB]. Một ADC lý tưởng có ENOB bằng với độ phân giải của nó.[4]

Quyền [sửa | chỉnh sửa mã nguồn]

Tốc độ lấy mẫulà số bit xác định số lượng mức lấy mẫu cho dải giá trị điện áp danh định.Hệ thống M-bitcó 2 mứcMcho tín hiệu đơn cực, chỉ dương hoặc chỉ âm.Nếu là tín hiệu lưỡng cực, nên dành 1 bit dấu, và vì mức 0 bị kẹt nên hệ thống xuất ra 2 mứcM 1-1.

Phạm vi xếp hạng điện áp này được gọi là dải động.Điện áp cao hơn gây ra tràn.

Biệt danh [sửa |chỉnh sửa mã nguồn]

Đặc biệt chú ý đến ảnh hưởng của hiện tượng răng cưa đến hiệu suất lấy mẫu, dẫn đến yêu cầu tần số lấy mẫu phải lớn hơn hai lần tần số băng thông tín hiệu tối đa theo yêu cầu thông thường theo yêu cầu bình thường. Các yêu cầu kỹ thuật tăng gấp bốn lần, ví dụ 1 kHz nên được sử dụng để số hóa tín hiệu trong dải tần 10250 Hz.

Tỷ lệ mẫu [sửa | chỉnh sửa mã nguồn]

Vì tín hiệu tương tự là liên tục trong thời gian, nên cần phải chuyển đổi tín hiệu này sang một chuỗi các giá trị số. Do đó, cần xác định giá trị của tốc độ, đặc trưng cho thời gian mà các giá trị số được chọn từ tín hiệu tương tự. Tần số này được gọi là tốc độ lấy mẫu hoặc tốc độ lấy mẫu. Một tín hiệu tương tự liên tục có thể được lấy mẫu và sau đó được khôi phục về dạng sóng ban đầu từ các giá trị rời rạc của các giá trị rời rạc theo thời gian bằng cách sử dụng bộ lọc tái tạo.[5]Định lý lấy mẫu Nyquist-Shannon nói rằng tín hiệu gốc chỉ có thể được tái tạo nếu tốc độ lấy mẫu lớn hơn hoặc bằng hai lần tần số lớn nhất của tín hiệu ban đầu.

Vì ADC không thể thực hiện chuyển đổi tín hiệu tức thời, giá trị đầu vào phải được lưu trữ dưới dạng hằng số trong thời gian tính toán-chuyển đổi [được gọi làthời gian chuyển đổi].Khối mạch lấy giá trị đã chọn và thực hiện tính toán-chuyển đổi này, trong hầu hết các trường hợp, sử dụng tụ điện để lưu trữ các giá trị điện áp đầu vào tương tự và sử dụng công tắc hoặc mạch cổng để ngắt tụ điện khỏi đầu vào.Nhiều ADC ngày nay bao gồm các khối xử lý này như một thành phần.Phân loại [sửa |sửa mã nguồn]

Flash ADC [sửa |chỉnh sửa mã nguồn]

Flash ADClà dạng đơn giản nhất, thực hiện bằng dãy điện trở phân áp và cáccomparatorđiện áp. Nó làminh hoạ nhập đềcho hoạt động của ADC. Trong hình vẽ là ADC 16 mức không âm, thực hiện bẳng 15comparator. Kết quả so được mạch lập mãEncodertiếp nhận và chuyển sang mã nhị phân, trong trường hợp này là 4 bit.

• Nhịp lấy mẫudo phần nhận mã tự quyết định, và có thể đạt rất cao.
• Thay cho Bậc số hóa phải dùngmức số hoá[nếu số mức không trùng vào số 2M].

ADC xấp xỉ nối tiếp[sửa|sửa mã nguồn]

ADC xấp xỉ nối tiếp[successive-approximation]

Ramp-compare ADC[sửa|sửa mã nguồn]

Ramp-compare ADC

ADC tích phân sườn đôi hoặc đa sườn[sửa|sửa mã nguồn]

Tích phân sườn đôihoặcđa sườn[dual-slope, multi-slope] ADC

ADC mã hoá delta[sửa|sửa mã nguồn]

ADC Mã hoá delta[delta-encoded ADC or counter-ramp]

ADC sigma-delta[sửa|sửa mã nguồn]

ADC sigma-deltaCác đặc trưng hoạt động[sửa|sửa mã nguồn]

ADC dấu phẩy tĩnh[sửa|sửa mã nguồn]

Các ADC thông thường nêu ở mục trên thực hiện số hóa với các mức tín hiệu cách đều, và cho ra kết quả là số integer nhị phân, biểu diễn giá trịtín hiệu. Nó được gọi là kiểu dấu phảy tĩnh. Tuy nhiên thuật ngữ dấu phảy tĩnh không cần nhắc tới nếu không có nhu cầu phân biệt.

Ví dụ ADC 16 bit nhị phân cho ra giá trị mã từ -16383 đến +16383, lỗi xấp xỉ tín hiệu là 105, đáp ứng tốt nhu cầu số hoá âm nhạc thông thường. Trong ứng dụng âm nhạc thì không cần quan tâm giá trị tuyệt đối phải là chính xác, nên việc thích ứng với cường độ âm thanh thực hiện bằng chỉnh chiết áp khuếch đại là đủ.

Trong đo lường hay ứng dụng cần giá trị chính xác, thì ADC này chỉ đáp ứng dải động xác định.

ADC dấu phẩy động[sửa|sửa mã nguồn]

Trong các thiết bị đo lường có dải động rộng thì sử dụng ADC dấu phảy động. Kiến trúc của ADC nầy gồm có hai phần:

1. Tiền khuếch đại có độ khuếch điều khiển nhị phân, với số bit điều khiển là số bit đặc tính của kết quả.
2. ADC dấu phảy tĩnh, có số bit chính là số bit định trị của kết quả.

Hoạt động của ADC nầy có hai kỳ. Kỳ 1, xác định bit đặc tính để tiền khuếch đại cho ra tín hiệu có độ lớn trong dải động của ADC chính, trong đó giá trị đặc tính cao thì độ khuếch thấp. Kỳ 2, ADC chính số hóa.

Các lỗi đặc trưng[sửa|sửa mã nguồn]

• Đặc trưng biến đổi phi tuyến
• Trôi điểm khôngdo trôi phông của các phần tử tuyến tính trong hay ngoài chip.
• Nhảy sai mứchiện ra ở dạng quá rộng hay quá cao, do ảnh hưởng nhiễu và dải bất định ở mức ngưỡng so sánh gây ra.
• Lỗi lệch thời hay skew, xảy ra ở ADC ghép kênh. ADC ghép kênh phải tuần tự biến đổi cho các tín hiệu vào, nên tín hiệu vào được lấy mẫu không cùng thời điểm. Một số thiết bị đã bố trí microprocessor tính hiệu đính skew để đưa về cùng thời điểm.
• Lỗi Aliasing: khi bộ lọc cắt tần cao không đủ mạnh, các nhiễu tần số cao lọt vào.

Lấy mẫu lố [oversampling][sửa|sửa mã nguồn]

Do công nghiệp chế tạo hiện cho ra ADC tốc độ nhanh và giá rẻ, nên chỉ tiêu tần số số hóa của chip thường cao hơn nhu cầu của mạch ứng dụng. Mặt khác, mạch ứng dụng thường thiết kế với nhiều nhịp số hóa chọn được. Nhằm khai thác tối đa năng lực ADC và tránh phải bố trí mạch lọc anti-alias cho mỗi mức nhịp số hóa, kỹ thuật Oversampling được vận dụng.

Nội dung của kỹ thuật Oversampling là, tín hiệu được số hóa ở tần cao hơn K lần tần yêu cầu làm việc, sau đó kết quả được xử lý bằng kỹ thuật lọc số, rồi cộng chúng lại theo bước số hóa yêu cầu.[6]

Kết quả cộng cho ra độ phân giải cao hơn độ phân giải danh định V của chip, ví dụ đạt được mức 20 bit bằng ADC 16 bit, tức là tăng 4 bit. Nếu cộng K số lại [cộng không có phủ chồng] thì gia tăng bit cao nhất là cỡ log2[K]/2, tuy nhiên độ phân giải thực tế bị chặn bởi độ rộng của dải bất định củacomparatorkhi chuyển mức giữa hai mức kề nhau, và tùy thuộc chất lượng của chip sử dụng.[7]Điều này được giải thích như sau:

Trường hợp ADC lý tưởng thìngưỡng lý tưởngphân biệt ra mức tín hiệu [L]V và [L+1]V nằm ở giữa. Trong thực tếcomparatorcó lỗi bất định ở dải có độ rộng là δV, tức là giá trị tín hiệu rơi vào dải đó sẽ cho ra hoặc là L hoặc là L+1. Khi đó oversampling dùng chip có độ phân giải V thì chỉ đạt độ phân giải cao nhất là cỡ δV. Đó là giới hạn tối đa lấy mẫu lố của kiểu chip xác định.

Oversampling gặp lỗi nếu quan sát tín hiệu DC hoặc biến đổi quá chậm, ví dụ tín hiệu DC vào ở mức [L + 0,7] V, kết quả số hóa sẽ luôn là L+1, và Oversampling không tăng được cái gì cả. Để khắc phục thì người ta đưa vào một lượng nhiễu răng cưa nhỏ biết trước, và loại đi trong kết quả cộng.Ứng dụng[sửa|sửa mã nguồn]

ADC là một trong nhữngphần tử phổ biến, có mặt trong tất cả cácthiết bịkỹ thuật sốtiếp nhận thông tin từ cáccảm biếnanalog. ADC cũng thường được tích hợp vớicảm biếnvà đặt ngay tại đầu thu, truyền dữ liệu dạng số về khối xử lý. Nó đảm bảo sự ưu việt là dữ liệu trung thực, truyền đưa dễ dàng và xử lý thuận tiện.[8]

Các nhóm[sửa|sửa mã nguồn]

• ADC nhanh, dấu phảy tĩnh và số bit thấp, cỡ 8-12 bit, dùng cho biến đổi tín hiệuvideo,radar,cảm biến CCD,
• ADC âm thanh, dấu phảy tĩnh và số bit trung bình, dùng trong thiết bị âm thanh.
• ADC kỹ thuật, dấu phảy tĩnh hoặc động, số bit cỡ 24-32, dùng trong thiết bị đo lường tín hiệu, ví dụ ADC 24-bit 2.5MHzAD7760.
• ADC đo lường đơn giản cho ra số BCD với 3-5 digit không kể dấu, ví dụICL7135. Một số chip tích hợp với mạch giải mã 7 thanh để hiện số bằng LED hay màn hiện LCD nhưICL7106,ICL7107. Chúng được dùng trong máy đo thông dụng, nhưMultimeterhiện số, có bán ngoài chợ Nhật Tảo.

Lĩnh vực[sửa|sửa mã nguồn]

• Đo đạc trong vật lý, hóa học, sinh học, y học, đo lường điện,
• Âm nhạc, hình ảnh, truyền hình truyền thông,
• Thông tin liên lạc, thiết bị dân sinh,

Flash ADC được tạo ra khá sớm, dùng cho hiện cường độ âm thanh bằng dãy LED trong máy hát nhạc, ví dụ ICLM3914.Tham khảo[sửa|sửa mã nguồn]

1. ^Walden R. H., 1999.Analog-to-digital converter survey and analysis.IEEE Journal on Selected Areas in Communications 17 [4], p. 539550. doi:10.1109/49.761034
2. ^abWhat is ADC Analog to Digital Converters.circuitdigest.com. Truy cập ngày 1 tháng 9 năm 2019.
3. ^S. J. Orfanidis, Introduction to Signal Processing, Prentice Hall Publisher 2010.
4. ^ADC and DAC Glossary Maxim
5. ^ADC Guide, Part 2: The Sample Rate[PDF]. Truy cập ngày 1 tháng 9 năm 2019.
6. ^Nauman Uppal [2004]. Upsampling vs. Oversampling for Digital Audio. Truy cập 2/12/2015.
7. ^Improving ADC Resolution by Oversampling and Averaging. Silicon Laboratories Inc. Truy cập 2/12/2015.
8. ^Rudy J. van de Plassche: CMOS integrated analog-to-digital and digital-to-analog converters. 2nd edition. Kluwer Academic, Boston 2003,ISBN 1-4020-7500-6

Xem thêm[sửa|sửa mã nguồn]

• Audio codec
• Digital signal processing
• DAC[Digital-to-analog converter]
• Mạch tích hợp

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]Thể loại:

• Linh kiện bán dẫn
• Linh kiện điện tử
• Mạch tích hợp
• Mạch điện tử
• Kỹ thuật điện tử
• Xử lý tín hiệu số
• Mạch điện

Thể loại ẩn:

• Trang sử dụng liên kết tự động ISBN

Bộ chuyển đổi ADC là gì

• Trang chủ
• Bộ chuyển đổi ADC là gì

Chúng ta đang sống trong một thế giới analog, được bao quanh bởi các thiết bị kỹ thuật số. Mọi thứ chúng ta nhìn thấy, cảm nhận hoặc đo lường đều có bản chất analog như ánh sáng, nhiệt độ, tốc độ, áp suất, Nhưng hầu hết các thiết bị điện tử xung quanh chúng ta từ một chiếc đồng hồ kỹ thuật số đơn giản đến một siêu máy tính đều là thiết bị kỹ thuật số. Vì vậy, rõ ràng là chúng ta cần một thứ có thể chuyển đổi các thông số analog này thành giá trị kỹ thuật số để bộ vi điều khiển hoặc bộ vi xử lý hiểu được nó. Cái đó được gọi là ADC hoặc Analog to Digital Converter và trong đó bài viết bộ chuyển đổi ADC là gì này Điện Tử Tương Lai sẽ giúp bạn tìm hiểu kỹ hơn về nó.

Bộ chuyển đổi ADC là gì

ADC là từ viết tắt của Analog to Digital Converter hay bộ chuyển đổi analog sang kỹ thuật số là một mạch chuyển đổi giá trị điện áp liên tục [analog] sang giá trị nhị phân [kỹ thuật số] mà thiết bị kỹ thuật số có thể hiểu được sau đó có thể được sử dụng để tính toán kỹ thuật số. Mạch ADC này có thể là vi mạch ADC hoặc được nhúng vào một bộ vi điều khiển.

Tại sao phải chuyển đổi analog sang kỹ thuật số

Thiết bị điện tử ngày nay hoàn toàn là kỹ thuật số, không còn là thời kỳ của máy tính analog. Thật không may cho các hệ thống kỹ thuật số, thế giới chúng ta đang sống vẫn là analog và đầy màu sắc, không chỉ đen và trắng.

Ví dụ, một cảm biến nhiệt độ như LM35 tạo ra điện áp phụ thuộc vào nhiệt độ, trong trường hợp của thiết bị cụ thể nó sẽ tăng 10mV khi nhiệt độ tăng lên mỗi độ. Nếu chúng ta kết nối trực tiếp thiết bị này với đầu vào kỹ thuật số, nó sẽ ghi là cao hoặc thấp tùy thuộc vào các ngưỡng đầu vào, điều này là hoàn toàn vô dụng.

Thay vào đó, chúng ta sử dụng một bộ ADC để chuyển đổi đầu vào điện áp analog thành một chuỗi các bit có thể được kết nối trực tiếp với bus dữ liệu của bộ vi xử lý và được sử dụng để tính toán.

ADC hoạt động như thế nào

Một cách rất hay để xem xét hoạt động của ADC là tưởng tượng nó như một bộ chia tỷ lệ toán học. Tỷ lệ về cơ bản là ánh xạ các giá trị từ dải này sang dải khác, vì vậy ADC ánh xạ một giá trị điện áp sang một số nhị phân.

Những gì chúng ta cần là một thứ có thể chuyển đổi điện áp thành một loạt các mức logic, ví dụ như trong một thanh ghi. Tất nhiên, các thanh ghi chỉ có thể chấp nhận các mức logic làm đầu vào, vì vậy nếu bạn kết nối tín hiệu trực tiếp với đầu vào logic, kết quả sẽ không tốt. Vì vậy cần có một giao diện ở giữa logic và điện áp đầu vào analog.

Dưới đây là một số tính năng quan trọng của ADC, trong khi xem qua, chúng ta sẽ tìm hiểu cách nó hoạt động.

1. Điện áp tham chiếu

Tất nhiên, không có ADC nào là tuyệt đối, vì vậy điện áp được ánh xạ tới giá trị nhị phân lớn nhất được gọi là điện áp tham chiếu. Ví dụ: trong bộ chuyển đổi 10 bit với 5V làm điện áp tham chiếu, 1111111111 [tất cả các bit một, số nhị phân 10 bit cao nhất có thể ] tương ứng với 5V và 0000000000 [số thấp nhất tương ứng với 0V]. Vì vậy, mỗi bước nhị phân lên đại diện cho khoảng 4,9mV, vì có thể có 1024 chữ số trong 10 bit. Số đo điện áp trên mỗi bit này được gọi là độ phân giải của ADC.

Điều gì sẽ xảy ra nếu điện áp thay đổi dưới 4,9mV mỗi bước? Nó sẽ đặt ADC vào vùng chết, do đó kết quả chuyển đổi luôn có một lỗi nhỏ. Có ngăn chặn lỗi này bằng cách sử dụng ADC có độ phân giải cao hơn ví dụ như bộ ADC lên đến 24 bit, mặc dù tần số chuyển đổi thấp.

1. Tốc độ mẫu

Số lượng chuyển đổi từ analog sang kỹ thuật số mà bộ chuyển đổi có thể thực hiện mỗi giây được gọi là tốc độ mẫu. Ví dụ: một bộ ADC thực sự tốt có thể có tốc độ mẫu là 300Ms / s. Đơn vị này được đọc là megasamples trên giây, nghĩa là một triệu mẫu mỗi giây. Lưu ý rằng tiền tố SI áp dụng ở đây.

Tốc độ lấy mẫu phụ thuộc hoàn toàn vào loại bộ chuyển đổi và độ chính xác cần thiết. Nếu cần đọc rất chính xác, ADC thường dành nhiều thời gian hơn để xem xét tín hiệu đầu vào [thường là lấy mẫu và giữ hoặc đầu vào tích hợp] và nếu không cần độ chính xác cao thì nó có thể đọc rất nhanh.

Nguyên tắc chung là tốc độ và độ chính xác tỷ lệ nghịch với nhau, điều quan trọng là phải chọn ADC tùy thuộc vào ứng dụng.

Các loại ADC

1. Flash ADC

Đây là loại ADC đơn giản nhất và nhanh nhất, nó bao gồm một loạt các bộ so sánh với các đầu vào không đảo ngược nối với đầu vào tín hiệu và các chân đảo ngược nối với một thang chia điện áp.

Tuy nhiên, nếu điện áp cao hơn một trong các mức của bậc thang, tất cả các bit đầu ra dưới mức được đặt thành một, vì điện áp trên ngưỡng đối với các bộ so sánh dưới cùng. Để giải quyết vấn đề này, các đầu ra được cấp qua bộ mã hóa ưu tiên chuyển đổi đầu ra thành nhị phân.

Tốc độ chỉ bị giới hạn bởi độ trễ truyền của bộ so sánh và bộ mã hóa ưu tiên. Tuy nhiên, độ chính xác là vừa phải.

1. ADC tích hợp đếm hoặc độ dốc

Tại đây, một mạch tạo đoạn dốc được bắt đầu tại thời điểm chuyển đổi và bộ đếm nhị phân được khởi động cùng lúc. Một bộ so sánh sẽ phát hiện khi đoạn dốc vượt quá điện áp đầu vào và dừng bộ đếm nhị phân. Bộ đếm nhị phân thu được tỷ lệ với mức độ điện áp đầu vào.

Độ chính xác tuyệt đối của bộ chuyển đổi này vẫn là một câu hỏi, tuy nhiên nó thực hiện đơn giản và cho độ phân giải tốt, khoảng cách đều giữa các bước nhị phân. Nếu không có chip, mạch này có thể được tạo riêng lẻ.

1. ADC ước lượng kế tiếp

Bộ ADC này có lẽ là chính xác nhất. Nó bao gồm một bộ so sánh, một bộ DAC flash đơn giản và một thanh ghi bộ nhớ. Thiết bị ban đầu giả định tất cả các bit trong thanh ghi ngoại trừ bit có ý nghĩa cao nhất [là một] là số 0. Sau đó thanh ghi này sẽ gửi nó đến DAC chuyển nó thành điện áp analog, được so sánh với đầu vào thông qua bộ so sánh. Nếu điện áp đầu vào cao hơn điện áp DAC, thì MSB vẫn là một. Quá trình này lặp lại cho đến khi tất cả các bit có được đặt thành không hoặc một, nói cách khác cho đến khi giá trị thanh ghi bằng điện áp đầu vào.

ADC này là một trong những ADC thường được sử dụng nhất khi cần độ chính xác và tốc độ không quá giới hạn, ví dụ như trong vi điều khiển. ADC loại SA có thể dễ dàng đạt được thời gian chuyển đổi vài micro giây.

Các ứng dụng

1. Máy hiện sóng kỹ thuật số và đồng hồ vạn năng

Ưu điểm lớn nhất của máy hiện sóng analog là có rất ít mạch điện giữa đầu nối đầu vào và màn hình, nói cách khác là bạn thấy chính xác những gì đang diễn ra trong mạch theo thời gian thực. Tuy nhiên, nó không thể lưu trữ các dạng sóng để sử dụng sau này hoặc thực hiện các phép đo trên bo.

Máy hiện sóng kỹ thuật số khắc phục được tất cả những vấn đề này và trọng tâm của nó là một bộ ADC rất mạnh và nhanh với độ phân giải từ 12 bit trở lên. ADC chuyển đổi các dạng sóng thành giá trị nhị phân có thể được lưu trữ trong bộ nhớ, vận hành và hiển thị trên màn hình.

1. Vi điều khiển

Hầu hết tất cả các vi điều khiển hiện đại đều có ADC tích hợp sẵn, phổ biến nhất là Arduino dựa trên ATMega328P với độ phân giải 10 bit và STM32 với độ phân giải 12 bit.

Arduino IDE cung cấp hàm analogRead [] để đọc điện áp analog trên một trong các chân analog và trả về giá trị số nguyên 10 bit, tức là phạm vi từ 0 đến 1023.

1. Nguồn kỹ thuật số

Hầu hết các nguồn điện ngày nay đều được điều khiển bằng máy tính, và để máy tính đo điện áp đầu ra thì cần có bộ ADC.

Cách sử dụng một IC ADC

Có rất nhiều IC ADC trên thị trường có thể được sử dụng để đo điện áp analog. ADC0804, ADC0808, MCP3008, là một số module ADC được sử dụng nhiều nhất. Chúng thường được sử dụng cùng với Raspberry pi và bộ xử lý hoặc mạch kỹ thuật số khác ở đó ADC tích hợp sẵn không khả dụng. Ví dụ, chúng ta hãy xem xét vi mạch ADC ADS1115 của Texas Instruments có độ phân giải cao và kiến trúc hiện đại.

Nó có dạng gói QFN hoặc VSSOP, cho phép nó được sử dụng ở dạng rất nhỏ.Nó hầu như không chiếm không gian trên PCB.Con chip nhỏ này làm được rất nhiều thứ, chúng ta sẽ xem qua một số tính năng của nó bên dưới.

1. I2C tương thích

Bất kỳ ai đã từng làm việc với vi điều khiển đều biết bus SPI và I2C hữu ích như thế nào để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi.Tính năng này giúp bạn dễ dàng sử dụng vi mạch này với bảng Arduino vì các thư viện mở rộng đã được viết cho thiết bị.

1. Sự tiêu thụ năng lượng

Lợi thế của việc sử dụng bất kỳ vi mạch hiện đại nào là chúng tiêu thụ dòng điện rất thấp và hoạt động trên dải điện áp rộng, trong trường hợp này là từ 2,0 đến 5,5 V.

1. Bộ so sánh có thể lập trình

ADS đi kèm với một bộ so sánh có thể được lập trình thông qua bus I2C.Tất nhiên, đối với ứng dụng nhanh chóng, không có gì đánh bại được bộ so sánh IC rời rạc.

1. Đầu vào có thể định cấu hình

Bốn đầu vào có thể là hai cặp vi sai [chỉ xem xét sự khác biệt điện áp trên các chân này] hoặc bốn đầu vào đơn cực.

Giới hạn của ADC

1. ADC chậm, thường theo thứ tự vài micro giây hoặc nano giây.
2. Không có giá trị điện áp không đổi.
3. Độ phức tạp của mạch tăng lên

Thêm nội dung

ADC là gì?

ADC là viết tắt của bộ chuyển đổi tương tự-kỹ thuật số.Vì máy tính chỉ xử lý thông tin kỹ thuật số nên chúng yêu cầu đầu vào kỹ thuật số.Do đó, nếu đầu vào tương tự được gửi đến máy tính, thì cần phải có bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số [ADC].Thiết bị này có thể nhận tín hiệu tương tự, chẳng hạn như dòng điện và chuyển đổi nó sang định dạng kỹ thuật số nhị phân mà máy tính có thể hiểu được.

ADC cũng có thể là viết tắt của Apple Display Connector, là một đầu nối video độc quyền do Apple phát triển.Nó kết hợp DVI, USB và nguồn AC trong một cáp.Apple đã ngừng sản xuất máy tính có đầu nối ADC vào năm 2004 để chuyển sang sử dụng đầu nối DVI tiêu chuẩn.Ứng dụng ADC

Thông thường, một ADC được sử dụng để chuyển đổi video tương tự sang định dạng kỹ thuật số. Ví dụ, video được ghi trên băng 8mm hoặc băng VHS được lưu ở định dạng tương tự. Để chuyển video sang máy tính, video phải được chuyển đổi sang định dạng kỹ thuật số. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng hộp chuyển đổi video ADC, hộp này thường có đầu vào video tổng hợp và đầu ra Firewire. Một số máy quay kỹ thuật số có đầu vào tương tự cũng có thể được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu video từ tương tự sang kỹ thuật số.

ADC cũng có thể được sử dụng để chuyển đổi các luồng âm thanh tương tự. Ví dụ, nếu bạn muốn ghi âm thanh từ micrô, âm thanh phải được chuyển đổi từ tín hiệu micrô tương tự sang tín hiệu kỹ thuật số mà máy tính có thể hiểu được. Đây là lý do tại sao tất cả các card âm thanh có đầu vào âm thanh tương tự cũng yêu cầu bộ ADC để chuyển đổi tín hiệu âm thanh đến thành kỹ thuật số. Độ chính xác của chuyển đổi âm thanh phụ thuộc vào tốc độ lấy mẫu được sử dụng trong quá trình chuyển đổi. Tốc độ lấy mẫu cao hơn giúp đánh giá tín hiệu tương tự tốt hơn và do đó cung cấp chất lượng âm thanh cao hơn.

Trong khi ADC chuyển đổi đầu vào tương tự sang định dạng kỹ thuật số mà máy tính có thể nhận ra, đôi khi máy tính cần xuất tín hiệu tương tự.Bộ chuyển đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự [DAC] được sử dụng cho loại chuyển đổi này. Bài viết này có hữu ích không? Có Không

Video Adc là gì |Tất tần tật về adc

Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết Adc là gì |Tất tần tật về adc!. 123 DocX hi vọng đã mang đến thông tin hữu ích cho bạn. Xem thêm các bài viết cùng danh mục Hỏi đáp. Nếu thấy hay hãy chia sẻ bài viết này cho nhiều người được biết. 123 DocX chúc bạn ngày vui vẻ

Video liên quan