- Шта је сукцесивно приближавање АДЦ?
- Рад узастопног приближавања АДЦ
- Време конверзије, брзина и резолуција узастопног приближавања АДЦ
- Предности и недостаци узастопног приближавања АДЦ
- Примене САР АДЦ
Аналог (АДЦ) је врста уређаја који нам помаже да обрадимо хаотичном реалног света података у дигиталном становишта. Да бисмо разумели податке из стварног света попут температуре, влажности, притиска, положаја, требају нам претварачи, сви они мере одређене параметре и враћају нам електрични сигнал у облику напона и струје. Будући да је већина наших уређаја данас дигитална, постаје неопходно претворити те сигнале у дигиталне. Ту долази АДЦ, мада постоји много различитих типова АДЦ- а, али у овом чланку ћемо говорити о једном од најчешће коришћених типова АДЦ-а који су познати као сукцесивни приближни АДЦ. У раном чланку смо разговарали о основи АДЦ-а уз помоћ Ардуина, то можете проверити ако сте нови у електроници и желите да сазнате више о АДЦ-у.
Шта је сукцесивно приближавање АДЦ?
Сукцесивно Приближавање АЦП је АДЦ избора за лов-цост средње до апликације високе резолуције је резолуција за САР АДЦ у распону од 8 - 18 бита, са узорка убрзава до 5 мега узорака у секунди (МСПС). Такође, може се конструисати у малом фактору облика са малом потрошњом енергије, због чега се овај тип АДЦ користи за преносиве инструменте на батерије.
Као што назив имплицира, овај АДЦ примењује бинарни алгоритам претраживања за претварање вредности, због чега интерно коло може радити на неколико МХЗ, али стварна брзина узорковања је много мања због алгоритма сукцесивне апроксимације. О томе ћемо разговарати касније у овом чланку.
Рад узастопног приближавања АДЦ
Слика насловнице приказује основни узастопни приближни АДЦ круг. Да бисмо мало боље разумели принцип рада, користићемо његову 4-битну верзију. Слика испод показује управо то.
Као што видите, овај АДЦ се састоји од компаратора, дигиталног у аналогни претварач и узастопног регистра апроксимације заједно са управљачким колом. Сада, кад год започне нови разговор, круг за узорковање и задржавање узоркује улазни сигнал. И тај сигнал се упоређује са специфичним излазним сигналом ДАЦ-а.
Рецимо сада, узорковани улазни сигнал је 5.8В. Референца АДЦ је 10В. Када конверзија започне, регистар узастопне апроксимације поставља најзначајнији бит на 1, а све остале битове на нулу. То значи да вредност постаје 1, 0, 0, 0, што значи да ће за референтни напон од 10 В ДАЦ произвести вредност од 5 В што је половина референтног напона. Сада ће се овај напон упоредити са улазним напоном и на основу излаза упоређивача променити ће се излаз узастопног регистра апроксимације. Слика испод ће то више појаснити. Даље, можете погледати генеричку референтну табелу за више детаља о ДАЦ-у. Претходно смо направили много пројеката на АДЦ-овима и ДАЦ-овима, можете их погледати за више информација.
То значи да ако је Вин већи од излаза ДАЦ-а, најзначајнији бит ће остати такав какав је, а следећи бит ће бити постављен за ново поређење. У супротном, ако је улазни напон мањи од вредности ДАЦ, најзначајнији бит ће бити постављен на нулу, а следећи бит ће бити постављен на 1 за ново поређење. Ако видите доњу слику, ДАЦ напон је 5В, а како је мањи од улазног напона, следећи бит пре најзначајнијег бита поставиће се на један, а остали битови на нулу, овај процес ће се наставити све док вредност најближа улазном напону достиже.
Тако се сукцесивни приближни АДЦ мења по 1 бит за одређивање улазног напона и стварање излазне вредности. И каква год вредност била у четири итерације, из улазне вредности ћемо добити излазни дигитални код. На крају, листа свих могућих комбинација за четворобитни узастопни апроксимативни АДЦ је приказана у наставку.
Време конверзије, брзина и резолуција узастопног приближавања АДЦ
Време конверзије:
Генерално, можемо рећи да ће за Н-битни АДЦ бити потребно Н циклуса такта, што значи да ће време конверзије овог АДЦ-а постати-
Тц = Н к Тцлк
* Тц је скраћеница од Цонверсион Тиме (Време конверзије).
И за разлику од других АДЦ-а, време конверзије овог АДЦ-а је независно од улазног напона.
Како користимо 4-битни АДЦ, да бисмо избегли ефекте ублажавања, морамо узети узорак након 4 узастопна импулса такта.
Брзина конверзије:
Типична брзина конверзије ове врсте АДЦ је око 2 - 5 мега узорака у секунди (МСПС), али мало је оних који могу достићи и до 10 (МСПС). Пример би могао бити ЛТЦ2378 компаније Линеар Тецхнологиес.
Резолуција:
Резолуција овог типа АДЦ-а може бити око 8 - 16 бита, али неки типови могу достићи и 20-бит, пример може бити АДС8900Б компаније Аналог Девицес.
Предности и недостаци узастопног приближавања АДЦ
Ова врста АДЦ-а има много предности у односу на друге. Има високу тачност и малу потрошњу енергије, док је једноставан за употребу и кратко време кашњења. Време кашњења је време почетка прикупљања сигнала и време када су подаци доступни за преузимање из АДЦ-а, обично је то време кашњења дефинисано у секундама. Али такође се неке таблице података односе на овај параметар као на циклусе конверзије, у одређеном АДЦ-у ако су подаци доступни за преузимање у оквиру једног циклуса конверзије, можемо рећи да има кашњење у једном циклусу конверзације. А ако су подаци доступни након Н циклуса, можемо рећи да имају једно кашњење у циклусу конверзије. Главни недостатак САР АДЦ-а је сложеност дизајна и цена производње.
Примене САР АДЦ
Будући да је ово најчешће коришћени АДЦ, користи се за многе примене, попут употребе у биомедицинским уређајима који се могу уградити у пацијента, ове врсте АДЦ се користе јер троше врло мало енергије. Такође, многи паметни сатови и сензори су користили ову врсту АДЦ-а.
Укратко, можемо рећи да су примарне предности ове врсте АДЦ-а мала потрошња енергије, висока резолуција, мали фактор облика и тачност. Ова врста карактера чини га погодним за интегрисане системе. Главно ограничење може бити његова ниска стопа узорковања и делови потребни за изградњу овог АДЦ-а, који је ДАЦ, и упоређивача, и један и други треба да раде врло прецизно да би се добио тачан резултат.