Analog till digital omvandlare

En analog-till-digital-omvandlare (ADC) är en elektronisk enhet som omvandlar en kontinuerlig analog signal till en diskret digital kod. ADC:er används ofta i moderna elektroniska system för att digitalisera analoga signaler från sensorer, mikrofoner eller andra källor.

Funktionsprincipen för ADC är baserad på periodisk mätning av amplituden för den analoga signalen och omvandling av det resulterande värdet till en digital kod. För detta ändamål används analog-till-digital konvertering med hjälp av nivåkvantisering och tidssampling.

Huvudegenskaper hos ADC:

1. Bitdjup - antalet bitar i en digital kod, bestämmer omvandlingens noggrannhet. Ju högre bitdjup desto högre noggrannhet.

2. Samplingshastighet är antalet mätningar av analog signalamplitud per sekund. Ju högre frekvens, desto mer exakt är den digitala representationen av den analoga signalen.

3. Dynamiskt omfång är skillnaden mellan maximala och lägsta värden för ingångssignalen.

4. Prestanda - omvandlingshastighet, bestäms av ADC-arkitekturen.

Således tillåter analog-till-digital-omvandling kontinuerliga analoga signaler att omvandlas till digital form för vidare bearbetning i datorer och mikroprocessorer. ADC:er är en viktig del av moderna mät- och kontrollsystem.

För närvarande kräver teknikens och teknologins framsteg inom området informationsöverföring mer avancerade metoder för att omvandla analoga signaler till digitala. Sådana metoder måste ha hög prestanda, stort dynamiskt omfång och låga konverteringsfel. En sådan enhet är analog-till-digital-omvandlaren (ADC), som är ett nyckelelement i digital elektronik. Analog-till-digital-omvandlare tillåter omvandling av en analog signal till en sekvens av digitala koder, som sedan kan behandlas av en processor eller annan enhet där det behövs. En analog-till-digital-omvandlare består av fyra huvudelement: en analog signalkälla, en analog-till-digital-omvandlare (detektor), en enhet som utför sampling och ett datalagringssystem. Hur fungerar en analog-till-digital-omvandlare?

Den analoga insignalen leds genom en filterkrets som eliminerar övertonsstörningar. Den passerar sedan genom en differentialförstärkare, som förstärker den svaga insignalen och eliminerar den offset som ingången introducerar. Differentialförstärkaren matar den förstärkta signalen genom en högupplöst A/D-detektor där den jämförs med en referensspänning. Vid utgången av analog-till-digital-detektorn genereras en digital kod som motsvarar den analoga insignalen.

Förutom effektivitet har analog-till-digital-enheter förbättrad brusimmunitet jämfört med andra analog-till-digital-omvandlarmetoder och har ett brett utbud av applikationer inom kommunikationssystem, vetenskaplig forskning, medicinsk diagnostik, industriell automation, etc. För närvarande är innovativ design av analog-till-digital enheter avancerad teknik för att uppnå