Chúng ta đang sống vào một trái đất analog, được phủ bọc bởi những sản phẩm công nghệ hiện đại số. Mọi vật dụng chúng ta nhận thấy, cảm nhận hoặc giám sát và đo lường đều phải có thực chất analog nhỏng ánh nắng, ánh sáng, tốc độ, áp suất, ... Nhưng phần lớn những đồ vật điện tử xung quanh chúng ta xuất phát từ một chiếc đồng hồ tiên tiến nhất dễ dàng mang đến một cực kỳ máy tính phần nhiều là máy kỹ thuật số. Vì vậy, rõ ràng là bọn họ yêu cầu một lắp thêm có thể thay đổi những thông số kỹ thuật analog này thành giá trị tiên tiến nhất để bộ vi tinh chỉnh và điều khiển hoặc cỗ vi xử trí gọi được nó. Cái này được call là ADC hoặc Analog to Digital Converter và trong những số ấy bài viết cỗ biến hóa ADC là gì này Điện Tử Tương Lai để giúp chúng ta tò mò kỹ rộng về nó.

Bạn đang xem: Adc là gì? bộ chuyển đổi tương tự sang số là gì?

 

Bộ đổi khác ADC là gì

ADC là từ viết tắt của Analog to Digital Converter tuyệt cỗ đổi khác analog sang tiên tiến nhất là một trong những mạch thay đổi quý hiếm điện áp liên tục (analog) thanh lịch quý giá nhị phân (nghệ thuật số) nhưng mà lắp thêm kỹ thuật số rất có thể phát âm được kế tiếp hoàn toàn có thể được sử dụng nhằm tính toán kỹ thuật số. Mạch ADC này rất có thể là vi mạch ADC hoặc được nhúng vào một bộ vi điều khiển.

*

Tại sao đề xuất chuyển đổi analog quý phái nghệ thuật số

Thiết bị điện tử thời buổi này hoàn toàn là hiện đại số, không còn là thời kỳ của dòng sản phẩm tính analog. Thật không may cho các hệ thống tiên tiến nhất, nhân loại chúng ta đang sống vẫn luôn là analog cùng đầy màu sắc, không chỉ là black và white.

 

lấy một ví dụ, một cảm biến ánh sáng nlỗi LM35 tạo thành năng lượng điện áp phụ thuộc vào nhiệt độ, trong trường hợp của sản phẩm công nghệ cụ thể nó sẽ tăng 10mV khi ánh nắng mặt trời tăng lên mỗi độ. Nếu bọn họ liên kết trực tiếp vật dụng này với đầu vào kỹ thuật số, nó vẫn ghi là cao hoặc thấp tùy trực thuộc vào những ngưỡng đầu vào, vấn đề này là trọn vẹn vô dụng.

 

Ttuyệt vào đó, bọn họ áp dụng một cỗ ADC nhằm biến hóa đầu vào điện áp analog thành một chuỗi những bit hoàn toàn có thể được kết nối trực tiếp cùng với bus dữ liệu của bộ vi xử trí và được áp dụng để tính toán.

 

ADC vận động như thế nào

Một giải pháp rất lôi cuốn để chăm chú hoạt động của ADC là tưởng tượng nó nlỗi một cỗ phân tách Xác Suất toán học. Tỷ lệ về cơ bản là ánh xạ những quý hiếm từ bỏ dải này thanh lịch dải khác, vì chưng vậy ADC ánh xạ một quý giá điện áp sang trọng một vài nhị phân.

 

Những gì họ buộc phải là một sản phẩm công nghệ rất có thể biến đổi năng lượng điện áp thành hàng loạt các mức xúc tích, ví như vào một thanh khô ghi. Tất nhiên, những thanh ghi chỉ có thể gật đầu đồng ý những mức lô ghích có tác dụng đầu vào, vày vậy nếu như khách hàng kết nối biểu hiện thẳng với đầu vào súc tích, hiệu quả sẽ không còn tốt. Vì vậy cần phải có một hình ảnh ở giữa ngắn gọn xúc tích cùng năng lượng điện áp đầu vào analog.

 

Dưới đây là một vài tác dụng đặc biệt của ADC, trong khi xem qua, chúng ta đang tò mò phương pháp nó vận động.

 

 

 

Điện áp tmê mệt chiếu

 

Tất nhiên, không có ADC làm sao là hoàn hảo và tuyệt vời nhất, bởi vì vậy năng lượng điện áp được ánh xạ tới giá trị nhị phân lớn số 1 được call là điện áp tmê mẩn chiếu. Ví dụ: vào cỗ thay đổi 10 bit cùng với 5V làm cho điện áp tmê mệt chiếu, 1111111111 (toàn bộ các bit một, số nhị phân 10 bit cao nhất rất có thể ) khớp ứng với 5V với 0000000000 (số phải chăng độc nhất vô nhị tương xứng cùng với 0V). Vì vậy, từng bước nhị phân lên đại diện thay mặt đến khoảng tầm 4,9mV, vì hoàn toàn có thể gồm 1024 chữ số trong 10 bit. Số đo năng lượng điện áp trên từng bit này được Call là độ phân giải của ADC.

 

Điều gì đã xảy ra nếu điện áp chuyển đổi bên dưới 4,9mV từng bước? Nó đã đặt ADC vào vùng bị tiêu diệt, vì thế tác dụng đổi khác luôn luôn gồm một lỗi bé dại. Có ngăn chặn lỗi này bằng cách sử dụng ADC bao gồm độ sắc nét cao hơn ví dụ như bộ ADC lên đến 24 bit, tuy vậy tần số biến hóa phải chăng.

 

 

 

Tốc độ mẫu

 

Số lượng chuyển đổi trường đoản cú analog thanh lịch kỹ thuật số mà lại bộ biến hóa hoàn toàn có thể triển khai từng giây được Call là tốc độ chủng loại. Ví dụ: một cỗ ADC đích thực xuất sắc hoàn toàn có thể bao gồm vận tốc mẫu là 300Ms / s. Đơn vị này được hiểu là megasamples bên trên giây, nghĩa là 1 trong triệu mẫu mỗi giây. Lưu ý rằng tiền tố SI áp dụng ở chỗ này.

 

Tốc độ rước mẫu mã phụ thuộc hoàn toàn vào một số loại cỗ chuyển đổi cùng độ đúng đắn quan trọng. Nếu đề nghị phát âm rất chính xác, ADC hay để nhiều thời hạn rộng nhằm để mắt tới biểu lộ đầu vào (hay là rước mẫu mã với giữ lại hoặc nguồn vào tích hợp) với nếu như không bắt buộc độ chính xác cao thì nó rất có thể gọi khôn xiết nhanh.

 

Ngulặng tắc phổ biến là vận tốc với độ chính xác xác suất nghịch với nhau, điều quan trọng đặc biệt là bắt buộc lựa chọn ADC tùy nằm trong vào áp dụng.

 

Các một số loại ADC

 

Flash ADC

 

Đây là nhiều loại ADC dễ dàng độc nhất cùng nkhô giòn tuyệt nhất, nó bao gồm một loạt những bộ so sánh với các đầu vào không đảo ngược nối với nguồn vào biểu lộ cùng các chân đảo ngược nối với cùng 1 thang chia năng lượng điện áp.

 

Tuy nhiên, giả dụ điện áp cao hơn nữa một trong số nấc của bậc thang, toàn bộ những bit áp ra output dưới nấc được đặt thành một, do điện áp trên ngưỡng đối với những bộ so sánh dưới thuộc. Để giải quyết sự việc này, những áp ra output được cấp qua cỗ mã hóa ưu tiên chuyển đổi cổng đầu ra thành nhị phân.

Xem thêm: How To Delete Ssfk Là Gì - Window Malicious Software Removal Tool Là Gì

 

Tốc độ chỉ bị giới hạn vì độ trễ truyền của cục đối chiếu và cỗ mã hóa ưu tiên. Tuy nhiên, độ và đúng là vừa buộc phải.

 

ADC tích thích hợp đếm hoặc độ dốc

 

Tại trên đây, một mạch tạo đoạn dốc được bắt đầu tại thời gian chuyển đổi cùng bộ đếm nhị phân được khởi rượu cồn đồng thời. Một cỗ đối chiếu sẽ phát hiện Lúc đoạn dốc vượt quá năng lượng điện áp đầu vào cùng dừng cỗ đếm nhị phân. Bộ đếm nhị phân thu được phần trăm với mức độ năng lượng điện áp đầu vào.


*

 

Độ đúng đắn hoàn hảo nhất của cục biến đổi này vẫn là một trong những thắc mắc, tuy nhiên nó thực hiện dễ dàng và cho độ phân giải xuất sắc, khoảng cách số đông thân công việc nhị phân. Nếu không có chip, mạch này có thể được sinh sản biệt lập.

 

ADC ước lượng kế tiếp

 

Sở ADC này chắc rằng là đúng chuẩn duy nhất. Nó gồm một bộ so sánh, một cỗ DAC flash dễ dàng và đơn giản và một tkhô hanh ghi bộ lưu trữ. Thiết bị lúc đầu giả định tất cả những bit vào tkhô hanh ghi bên cạnh bit có ý nghĩa sâu sắc tối đa (là một) là số 0. Sau đó thanh khô ghi này sẽ gửi nó cho DAC gửi nó thành điện áp analog, được đối chiếu cùng với nguồn vào trải qua bộ so sánh. Nếu điện áp nguồn vào cao hơn nữa năng lượng điện áp DAC, thì MSB vẫn là 1. Quá trình này tái diễn cho tới Khi tất cả các bit dành được đặt thành không hoặc một, nói cách khác cho tới khi giá trị thanh hao ghi bằng năng lượng điện áp nguồn vào.

 

ADC này là một trong những giữa những ADC hay được áp dụng nhất lúc cần độ đúng chuẩn và vận tốc không thực sự giới hạn, ví như trong vi điều khiển. ADC loại SA rất có thể thuận tiện có được thời hạn đổi khác vài micro giây.

 

Các ứng dụng

 

Máy hiện sóng kỹ thuật số với đồng hồ đeo tay vạn năng

 

Ưu điểm lớn nhất của sản phẩm hiện tại sóng analog là có khôn xiết ít mạch năng lượng điện giữa đầu nối đầu vào với screen, nói theo một cách khác là chúng ta thấy chính xác phần đa gì đang diễn ra trong mạch theo thời gian thực. Tuy nhiên, nó thiết yếu lưu trữ các dạng sóng để thực hiện sau này hoặc thực hiện những phnghiền đo trên bo.

 

Máy hiện sóng kỹ thuật số hạn chế và khắc phục được tất cả mọi vấn đề này cùng giữa trung tâm của nó là 1 trong những cỗ ADC khôn cùng khỏe khoắn cùng nhanh khô cùng với độ sắc nét trường đoản cú 12 bit trsống lên. ADC thay đổi những dạng sóng thành cực hiếm nhị phân có thể được lưu trữ vào bộ lưu trữ, quản lý và vận hành và hiển thị trên màn hình hiển thị.

 

Vi điều khiển

 

Hầu không còn tất cả các vi tinh chỉnh và điều khiển tiến bộ đều phải sở hữu ADC tích vừa lòng sẵn, thịnh hành tuyệt nhất là Arduino dựa trên ATMega328P với độ phân giải 10 bit với STM32 cùng với độ sắc nét 12 bit.

 

Arduino IDE hỗ trợ hàm ‘analogRead ()’ nhằm hiểu điện áp analog bên trên một trong các chân analog và trả về giá trị số nguyên 10 bit, có nghĩa là phạm vi từ 0 đến 1023.

 

Nguồn kỹ thuật số

 

Hầu không còn những nguồn điện thời nay đều được điều khiển và tinh chỉnh bằng laptop, và để máy tính đo điện áp cổng output thì cần có cỗ ADC.

 

Cách thực hiện một IC ADC

 

Có tương đối nhiều IC ADC trên Thị phần hoàn toàn có thể được áp dụng nhằm đo năng lượng điện áp analog. ADC0804, ADC0808, MCP3008, ... là một số trong những module ADC được áp dụng các độc nhất. Chúng thường được sử dụng cùng với Raspberry pi và CPU hoặc mạch hiện đại số không giống làm việc kia ADC tích hòa hợp sẵn không khả dụng. lấy một ví dụ, chúng ta hãy để mắt tới vi mạch ADC ADS1115 của Texas Instruments bao gồm độ phân giải cao và bản vẽ xây dựng hiện đại.

 

Nó bao gồm trong gói QFN hoặc VSSOPhường, có thể chấp nhận được một thông số hiệ tượng hết sức nhỏ tuổi. Nó gần như là ko chiếm phần dung lượng bên trên PCB. Con chip nhỏ tuổi này làm cho được rất nhiều sản phẩm, chúng ta đang để ý một số trong những nhân tài của chính nó bên dưới.

 

Tương mê say I2C

 

Bất kỳ ai đã từng làm việc cùng với vi điều khiển đều biết bus SPI cùng I2C có lợi ra sao để tiếp xúc với những thứ nước ngoài vi. Tính năng này giúp bạn rất giản đơn thực hiện IC này với bo Arduino bởi vì những tlỗi viện mở rộng đã có được viết cho vật dụng.

 

Mức tiêu thụ điện năng

 

Lợi ráng của vấn đề sử dụng ngẫu nhiên vi mạch văn minh làm sao là chúng tiêu thụ chiếc năng lượng điện khôn cùng thấp và vận động bên trên những nhiều loại năng lượng điện áp, vào trường hợp này là 2.0V cho 5.5V. 

 

Bộ đối chiếu có thể lập trình

 

ADS đi kèm với cùng một bộ so sánh nhưng tsay đắm chiếu của chính nó có thể được lập trình sẵn qua bus I2C. Tất nhiên đối với ứng dụng nkhô cứng thì không tồn tại gì đánh bại được IC so sánh tránh rộc.

Xem thêm: Cool Ngầu Là Gì - ©️ “Cool Ngầu” Là Gì

 

Đầu vào hoàn toàn có thể cấu hình

 

Bốn đầu vào rất có thể là hai cặp vi sai (chỉ tính cho chênh lệch điện áp trên những chân đó) hoặc tư nguồn vào đầu mút ít solo.