Analoog-digitaalomzetter

Een analoog-digitaalomzetter (ADC) is een elektronisch apparaat dat een continu analoog signaal omzet in een discrete digitale code. ADC's worden veel gebruikt in moderne elektronische systemen om analoge signalen van sensoren, microfoons of andere bronnen te digitaliseren.

Het werkingsprincipe van de ADC is gebaseerd op het periodiek meten van de amplitude van het analoge signaal en het omzetten van de resulterende waarde in een digitale code. Voor dit doel wordt analoog-naar-digitaal-conversie gebruikt met behulp van niveaukwantisering en tijdbemonstering.

Belangrijkste kenmerken van de ADC:

1. Bitdiepte - het aantal bits in een digitale code bepaalt de nauwkeurigheid van de conversie. Hoe hoger de bitdiepte, hoe hoger de nauwkeurigheid.

2. De bemonsteringssnelheid is het aantal metingen van de amplitude van het analoge signaal per seconde. Hoe hoger de frequentie, hoe nauwkeuriger de digitale weergave van het analoge signaal.

3. Dynamisch bereik is het verschil tussen de maximale en minimale waarden van het ingangssignaal.

4. Prestaties - conversiesnelheid, bepaald door de ADC-architectuur.

De analoog-naar-digitaal-conversie maakt het dus mogelijk dat continue analoge signalen worden omgezet in digitale vorm voor verdere verwerking in computers en microprocessors. ADC's vormen een belangrijk onderdeel van moderne meet- en regelsystemen.

Momenteel vereist de vooruitgang van technologie en technologie op het gebied van informatieoverdracht meer geavanceerde methoden voor het omzetten van analoge signalen in digitale signalen. Dergelijke methoden moeten hoge prestaties, een groot dynamisch bereik en lage conversiefouten hebben. Eén zo'n apparaat is de analoog-naar-digitaal (ADC)-omzetter, een sleutelelement in digitale elektronica. Analoog-naar-digitaal-omzetters maken de conversie mogelijk van een analoog signaal in een reeks digitale codes, die vervolgens kunnen worden verwerkt door een processor of ander apparaat waar dat nodig is. Een analoog-naar-digitaal-omzetter bestaat uit vier hoofdelementen: een analoge signaalbron, een analoog-naar-digitaal-omzetter (detector), een apparaat dat bemonstering uitvoert, en een gegevensopslagsysteem. Hoe werkt een analoog-digitaalomzetter?

Het analoge ingangssignaal wordt door een filtercircuit geleid dat harmonische interferentie elimineert. Vervolgens gaat het door een differentiële versterker, die het zwakke ingangssignaal versterkt en de door de ingang geïntroduceerde offset elimineert. De differentiële versterker voert het versterkte signaal door een A/D-detector met hoge resolutie, waar het wordt vergeleken met een referentiespanning. Aan de uitgang van de analoog-digitaaldetector wordt een digitale code gegenereerd die correspondeert met het analoge ingangssignaal.

Naast efficiëntie hebben analoog-naar-digitaal-apparaten een verbeterde ruisimmuniteit in vergelijking met andere analoog-naar-digitaal-omzettermethoden en hebben ze een breed scala aan toepassingen in communicatiesystemen, wetenschappelijk onderzoek, medische diagnostiek, industriële automatisering, enz. Momenteel bevordert het innovatieve ontwerp van analoog-naar-digitaal-apparaten de technologie om dit te bereiken