Аналогово-цифров преобразувател

Аналогово-цифров преобразувател (ADC) е електронно устройство, което преобразува непрекъснат аналогов сигнал в дискретен цифров код. ADC се използват широко в съвременните електронни системи за цифровизиране на аналогови сигнали от сензори, микрофони или други източници.

Принципът на работа на ADC се основава на периодично измерване на амплитудата на аналоговия сигнал и преобразуване на получената стойност в цифров код. За тази цел се използва аналогово-цифрово преобразуване, като се използва квантуване на ниво и времева дискретизация.

Основни характеристики на ADC:

1. Битова дълбочина - броят на битовете в цифров код, определя точността на преобразуването. Колкото по-голяма е битовата дълбочина, толкова по-висока е точността.

2. Честотата на дискретизация е броят измервания на амплитудата на аналоговия сигнал за секунда. Колкото по-висока е честотата, толкова по-точно е цифровото представяне на аналоговия сигнал.

3. Динамичният диапазон е разликата между максималните и минималните стойности на входния сигнал.

4. Производителност - скорост на преобразуване, определена от ADC архитектурата.

По този начин аналогово-цифровото преобразуване позволява непрекъснатите аналогови сигнали да бъдат преобразувани в цифрова форма за по-нататъшна обработка в компютри и микропроцесори. АЦП са важна част от съвременните системи за измерване и управление.

В момента напредъкът на технологиите и технологиите в областта на предаването на информация изисква по-модерни методи за преобразуване на аналогови сигнали в цифрови. Такива методи трябва да имат висока производителност, голям динамичен диапазон и ниски грешки при преобразуване. Едно такова устройство е аналогово-цифровият (ADC) преобразувател, който е ключов елемент в цифровата електроника. Аналогово-цифровите преобразуватели позволяват преобразуването на аналогов сигнал в поредица от цифрови кодове, които след това могат да бъдат обработени от процесор или друго устройство, където е необходимо. Аналогово-цифровият преобразувател се състои от четири основни елемента: източник на аналогов сигнал, аналогово-цифров преобразувател (детектор), устройство, което извършва дискретизация и система за съхранение на данни. Как работи аналогово-цифров преобразувател?

Аналоговият входен сигнал преминава през филтърна верига, която елиминира хармоничните смущения. След това преминава през диференциален усилвател, който усилва слабия входен сигнал и елиминира отместването, въведено от входа. Диференциалният усилвател пропуска усиления сигнал през A/D детектор с висока разделителна способност, където се сравнява с референтно напрежение. На изхода на аналогово-цифровия детектор се генерира цифров код, съответстващ на входния аналогов сигнал.

В допълнение към ефективността, аналогово-цифровите устройства имат подобрена устойчивост на шум в сравнение с други методи за аналогово-цифров преобразувател и имат широк спектър от приложения в комуникационни системи, научни изследвания, медицинска диагностика, индустриална автоматизация и др. Понастоящем иновативният дизайн на аналогово-цифровите устройства напредва в технологията, която трябва да се постигне