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Dans l'étude des systèmes d'information électroniques, nous aurions probablement été dit que le monde réel est analogique, le monde numérique et analogique est de plus en plus montrer l'élégance. Mais le soi-disant numérique et analogique est relative, vous pouvez mettre une combinaison infinie de l'analogique en numérique, il peut aussi avoir le numérique en tant que caractéristiques analogiques des intervalles différents. La différence entre le module est échantillonné et la différence quantifie le!
Alors, comment peut-on venir à analogique numérique?
A, ADC plusieurs étapes
1, échantillonnage et de maintien
Si le signal analogique au signal numérique pour les points d'échantillonnage illimités, alors nous avons besoin de prendre un point fini à une transmission authentique numérique. Le nombre de points collectés? Comment l'exploitation minière?
Nyquist (Nyquist) théorème d'échantillonnage:
signifie simplement que la fréquence d'échantillonnage doit être supérieure à la fréquence du signal, fs2fn deux fois. Afin de restaurer le signal. Si vous ne le faites pas, en raison de l'aliasing et ne peut être annulée, la dérivation de la formule de raisons spécifiques et l'analyse de leur propre. Comme le montre Spectrum
Restez simple à comprendre le sens des valeurs échantillonnées est de faire l'étape suivante pour sauvegarder la conversion.
2, la quantification et le codage
N est la valeur dite de quantification après une pluralité de points d'échantillonnage en fonction de certains critères et les procédures pour la conversion de numérique 0 et 1, en fonction du procédé peut être divisé en de nombreux types de mode de réalisation de l'ADC, et ont donc des caractéristiques de performance, voir ci-dessous .
Deux, ADC plusieurs Architecture
1, l'ADC de type intégré
Comme son nom l'indique, le principe de base consiste à utiliser le signal ADC intégré d'entrée de l'amplificateur et le signal de référence, un signal de sortie intégré, où le signal de référence est en général opposée à la polarité du signal d'entrée, de sorte que la tension de sortie aura le temps de montée et temps de descente, sur la base du compteur pour compter le temps, la dernière valeur échantillonnée obtenue conformément à la fonction de signal.
Description Caractéristiques:
R: Temps intégral pour décider la précision de conversion, sacrifiant ainsi la vitesse de commutation peut augmenter la précision dans certains des premiers instruments convertissent occasions moins de précision, et plus tard l'architecture de cette ADC est rarement utilisé.
B: forte immunité au bruit. Pour un bruit blanc plus ou moins zéro, le temps intégral peut être éliminé.
2, du type à approximations successives SAR
Utilisation comparaison suggère que elle est convertie en une sortie numérique, pour comparer les valeurs générées par le DAC, comme indiqué ci-dessous: registre d'initialisation ensemble par la sortie du CNA est 1 / 2Vref, puis jugés par la sortie du comparateur pour déterminer la taille 0 ou 1, en outre fourni registre de sortie de DAC étape suivante à nouveau, de sorte que le cycle de la dernière LSB. 0 et 1 est la conversion de la valeur numérique délivrée en sortie de façon séquentielle. Le noyau est un algorithme de recherche binaire, similaire à la valeur de jeu de devinettes.
Description Caractéristiques:
R: 100K à 1 M de vitesse moyenne, 12-16 précision modérée, la performance globale est meilleure, si l'application est actuellement l'un des plus architecture ADC.
B: précision de conversion dépend principalement de la précision du CAD, et ont donc besoin d'étalonner le DAC, comparateur et également satisfaire le système de recherche à grande vitesse capable de haute précision.
C: puissance réglable, déterminée par la vitesse de commutation, et donc limite aussi les applications à haute vitesse.
D: SAR ADC court-circuit interne a besoin de chaque module en combinaison avec une performance de conception optimisée.
3, ADC type flash
Le principe de base est disponible, en utilisant une pluralité de comparateurs pour le traitement en parallèle, il est clair que la vitesse élevée!
Description Caractéristiques:
A: Il est assez clair, le traitement parallèle de comparaison.
B: forte consommation d'énergie, grande surface, à cause des comparateurs de cours et plus.
C: résolution insuffisante, mais aussi en raison de la grande consommation d'énergie, la majorité de moins de 16.
D: cycle de conversion nécessite constamment calibré pour assurer une certaine précision.
Comparaison de deux types d'architecture ADC:
4, le type - ADC
ADC Sigma-Delta avec l'application est actuellement un nombre considérable d'architecture ADC, en particulier dans le nombre de conception ADC haute résolution, ce type de modulation circuit numérique de conversion ADC conçu pour traiter autant que possible en conjonction avec des algorithmes pour obtenir une meilleure la performance. Les points techniques de base: suréchantillonnage et mise en forme du bruit.
Suréchantillonnage modulateur Sigma-Delta:
Comme le montre, la somme de différence moyenne sigma-delta, nous devons regarder le nom suggère ce processus:
Supposons qu'une première sortie de l'intégrateur amplificateur 1, la sortie Q est également de retour à 1, le second amplificateur opérationnel, la sortie est + V.
+ V est renvoyée à la première entrée de l'amplificateur, l'unité de sortie de l'intégrateur dans le sens opposé, le lecteur sera acquis le signal Vi la sortie de l'intégrateur, la somme de sortie de l'intégrateur à zéro si le deuxième comparateur est réinjecté - V, afin d'entraîner la sortie de l'intégrateur. Le but final de cette boucle est d'obtenir les caractéristiques de base de l'amplificateur: borne d'inversion doit être 0!
De sorte que le nombre total de valeurs de tension correspondant à un rapport de la valeur de tension de sortie du signal réellement mesurée! Je peux comprendre? Il est obtenu en additionnant les valeurs correspondantes d'un Accumulez d'erreur! Q 01 va afficher une chaîne de valeurs est terminée.
suréchantillonnage:
Le processus ci-dessus est déclencheur d'horloge très rapide, beaucoup plus grande que les exigences en matière d'échantillonnage Nyquist, qui peut être poussé dans le bruit de quantification à des fréquences plus élevées. Le bruit de quantification: la présence d'une unité minimale d'erreur de quantification numérique est appelé bruit de quantification, à savoir la valeur d'erreur entre 1LSB et 2LSB.
mise en forme de bruit:
L'étape précédente pour obtenir un flux numérique à grande vitesse 01 peut être traité pour obtenir numériquement la sortie finale. Etant donné que le mode de vitesse de processus de suréchantillonnage est actionné échange de précision, à grande vitesse, mais un grand bruit, le signal d'annulation du bruit et de réduire la vitesse de sortie du circuit de filtre numérique final et décimation processus de mise en forme du bruit, des données de haute précision les résultats de la conversion!
La figure suivante résume:
Une comparaison simple plusieurs architecture ADC:
Trois, les paramètres ADC
1, résolution
Est la valeur minimale de la tension analogique peut être résolu, par exemple, 12 ADC, Vref est 3,3V-à-dire la résolution minimale: 12 e = 0.8mv Vref / 2.
2, le taux de conversion
À savoir, la deuxième conversion numérique, par exemple 100kSPS, souvent exprimée comme la quantité de chaque temps de conversion numérique 15US
3, l'interface de sortie
Avoir une série ou une interface parallèle
4, la tension de fonctionnement, la tension de référence (référence interne ou externe), encapsulé.
5, DNL différentiel erreur de non-linéarité
6, INL non-linéarité intégrale
Les deux ont une erreur aléatoire, de sorte que l'erreur apparaît ADC.
7, plusieurs paramètres de communication importants
Quatre, les applications ADC
Je voulais parler d'un des éléments de conception d'applications ADC de simples expérience très superficielles, mais ne peut pas écrire, peut-être vous ne pas que les gens disent les ingénieurs à regarder la situation, mais après le travail que je trouve de plus en plus vrai, vous ne pouvez pas exhaustive un élément tous les points de la conception d'applications, des caractéristiques différentes avec différentes combinaisons d'applications varient également dans différentes conditions de fonctionnement. La meilleure façon est d'avoir une base solide couplée à la pensée entièrement vérification.
Sur l'ADC, la conception de la sélection naturelle dès le départ, quel type de signal à mesurer, quel genre d'exigences de taux, les exigences de précision, ceux-ci peuvent être la base pour guider la sélection des connaissances préalables. Ce procédé évite aveugle, la performance et le coût des déchets. précision ADC est par rapport à la tension de référence en termes de naturel, la tension de référence sera stable, puissance constante à, comme une horloge de cristal pour stabiliser, la conception de PCB à traiter correctement le signal à grande vitesse pour être un bon match, d'immixtions isoler, plus N sur le logiciel multi-configuration doit être le bon choix, et ainsi de suite et ainsi de suite, la connaissance superficielle, pas encore un aperçu ou deux.
V. Résumé
le traitement du signal du CAN comme l'un des plus important est le pont entre l'analogique et le traitement numérique, le signal est actuellement en mouvement une plus grande précision, vitesse plus grand nombre de demandes d'aménagement dans l'interface audio et vidéo, et d'autres zones de détection de signal faible la profondeur et la localisation de ces puces a pris beaucoup de retard, mais l'avenir peut s'attendre. Et pour l'application de développement matériel, savoir ceux-ci et savoir pourquoi sûr aura un meilleur niveau d'applications augmenter, peut-être à temps pour atteindre la dernière martiale épée à la main, un esprit libre de l'épée, qui est, des branches cassées à grande échelle domaine de rasoir de celui-ci.
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