- Apakah ADC Pendekatan Berturut-turut?
- Kerja ADC Pendekatan Berturut-turut
- Masa Penukaran, Kelajuan, dan Penyelesaian ADC Pendekatan Berturut-turut
- Kelebihan dan Kekurangan ADC Pendekatan Berturut-turut
- Aplikasi SAR ADC
An Analog kepada Digital Converter (ADC) adalah sejenis alat yang membantu kita untuk memproses data dunia sebenar huru-hara di sudut digital. Untuk memahami data dunia nyata seperti suhu, kelembapan, tekanan, kedudukan, kita memerlukan transduser, semuanya mengukur parameter tertentu dan memberi kita isyarat elektrik kembali dalam bentuk voltan dan arus. Oleh kerana sebahagian besar peranti kami pada masa ini adalah digital, menjadi mustahak untuk menukar isyarat tersebut menjadi isyarat digital. Di sinilah ADC masuk, walaupun ada banyak jenis ADC di luar sana tetapi dalam artikel ini, kita akan membincangkan salah satu jenis ADC yang paling banyak digunakan yang dikenali sebagai penghampiran ADC berturut - turut. Dalam artikel awal, kami telah membincangkan asas ADC dengan bantuan Arduino, anda boleh menyemaknya jika anda baru menggunakan elektronik dan ingin mengetahui lebih lanjut mengenai ADC.
Apakah ADC Pendekatan Berturut-turut?
ADC Pendekatan Berturut - turut adalah pilihan ADC untuk aplikasi beresolusi sederhana hingga tinggi dengan kos rendah, resolusi untuk ADC SAR berkisar antara 8 - 18 bit, dengan kelajuan sampel hingga 5 mega-sampel sesaat (Msps). Juga, ia dapat dibina dalam bentuk faktor kecil dengan penggunaan daya yang rendah, itulah sebabnya jenis ADC ini digunakan untuk instrumen berkuasa bateri mudah alih.
Seperti namanya, ADC ini menggunakan algoritma carian binari untuk menukar nilai, itulah sebabnya litar dalaman mungkin berjalan pada beberapa MHZ tetapi kadar sampel sebenarnya jauh lebih sedikit disebabkan oleh algoritma Sukses berturut - turut. Kami membincangkan lebih lanjut mengenainya dalam artikel ini.
Kerja ADC Pendekatan Berturut-turut
Gambar sampul menunjukkan litar ADC penghampiran berturut - turut asas. Tetapi untuk memahami prinsip kerja sedikit lebih baik, kita akan menggunakan versi 4-bit daripadanya. Gambar di bawah menunjukkan bahawa sebenarnya.
Seperti yang anda lihat, ADC ini terdiri daripada pembanding, penukar digital ke analog, dan daftar penghampiran berturut-turut bersama dengan litar kawalan. Sekarang, setiap kali perbualan baru dimulakan, sampel dan litar tahan menunjukkan sampel input. Dan isyarat itu dibandingkan dengan isyarat output khusus DAC.
Sekarang katakan, isyarat input sampel ialah 5.8V. Rujukan ADC adalah 10V. Apabila penukaran bermula, daftar penghampiran berturut-turut menetapkan bit yang paling signifikan kepada 1 dan semua bit lain menjadi sifar. Ini bermaksud nilainya menjadi 1, 0, 0, 0, yang bermaksud, untuk voltan rujukan 10V, DAC akan menghasilkan nilai 5V yang merupakan separuh daripada voltan rujukan. Sekarang voltan ini akan dibandingkan dengan voltan masukan dan berdasarkan output pembanding, output dari daftar penghampiran berturut-turut akan diubah. Gambar di bawah akan menjelaskannya dengan lebih jelas. Selanjutnya, anda boleh melihat jadual rujukan generik untuk maklumat lebih lanjut mengenai DAC. Sebelum ini kami telah membuat banyak projek pada ADC dan DAC, anda boleh menyemaknya untuk mendapatkan maklumat lebih lanjut.
Ini bermaksud jika Vin lebih besar daripada output DAC, bit yang paling ketara akan tetap seperti sekarang, dan bit seterusnya akan ditetapkan untuk perbandingan baru. Jika tidak, jika voltan input kurang dari nilai DAC, bit yang paling penting akan ditetapkan ke sifar, dan bit seterusnya akan ditetapkan ke 1 untuk perbandingan baru. Sekarang jika anda melihat gambar di bawah, voltan DAC adalah 5V dan kerana ia kurang daripada voltan input, bit seterusnya sebelum bit yang paling penting akan ditetapkan ke satu, dan bit lain akan ditetapkan ke sifar, proses ini akan berterusan sehingga nilai yang paling hampir dengan voltan input yang dicapai.
Ini adalah bagaimana penghampiran berturut-turut ADC berubah 1 bit pada satu masa untuk menentukan voltan input dan menghasilkan nilai output. Dan apa pun nilainya dalam empat lelaran, kita akan mendapatkan kod digital output dari nilai input. Akhirnya, senarai semua kemungkinan kombinasi untuk penghampuran empat bit berturut-turut ADC ditunjukkan di bawah.
Masa Penukaran, Kelajuan, dan Penyelesaian ADC Pendekatan Berturut-turut
Masa Penukaran:
Secara umum, kita boleh mengatakan bahawa untuk N bit ADC, ia akan memerlukan kitaran jam N, yang bermaksud masa penukaran ADC ini akan menjadi-
Tc = N x Tclk
* Tc pendek untuk Masa Penukaran.
Dan tidak seperti ADC lain, masa penukaran ADC ini tidak bergantung kepada voltan input.
Oleh kerana kita menggunakan ADC 4-bit, untuk mengelakkan kesan aliasing, kita perlu mengambil sampel setelah 4 denyutan jam berturut-turut.
Kelajuan Penukaran:
Kelajuan penukaran khas ADC jenis ini adalah sekitar 2 - 5 Mega Sampel Per Detik (MSPS), tetapi ada sedikit yang boleh mencapai hingga 10 (MSPS). Contohnya ialah LTC2378 oleh Linear Technologies.
Resolusi:
Resolusi ADC jenis ini boleh berkisar antara 8 - 16 bit, tetapi beberapa jenis boleh mencapai 20-bit, contohnya ialah ADS8900B oleh Analog Devices.
Kelebihan dan Kekurangan ADC Pendekatan Berturut-turut
Jenis ADC ini mempunyai banyak kelebihan berbanding yang lain. Ia mempunyai ketepatan tinggi dan penggunaan daya yang rendah, sedangkan mudah digunakan dan mempunyai waktu latensi rendah. Waktu latensi adalah masa permulaan pemerolehan isyarat dan waktu ketika data tersedia untuk diambil dari ADC, biasanya waktu latensi ini ditentukan dalam beberapa saat. Tetapi juga beberapa lembar data merujuk pada parameter ini sebagai kitaran penukaran, dalam ADC tertentu jika data tersedia untuk diambil dalam satu kitaran penukaran, kita dapat mengatakan bahawa ia memiliki latensi satu putaran perbualan. Dan jika data tersedia selepas kitaran N, kita dapat mengatakan bahawa ia mempunyai latensi kitaran penukaran satu. Kelemahan utama SAR ADC adalah kerumitan reka bentuk dan kos pengeluarannya.
Aplikasi SAR ADC
Oleh kerana ini adalah ADC yang paling sering digunakan, ia digunakan untuk banyak aplikasi seperti penggunaan dalam alat bioperubatan yang dapat ditanamkan pada pesakit, jenis ADC ini digunakan kerana menggunakan tenaga yang sangat sedikit. Juga, banyak jam tangan pintar dan sensor menggunakan ADC jenis ini.
Secara ringkas, kita dapat mengatakan bahawa kelebihan utama jenis ADC ini adalah penggunaan kuasa rendah, resolusi tinggi, faktor bentuk kecil, dan ketepatan. Jenis watak ini menjadikannya sesuai untuk sistem bersepadu. Batasan utama adalah kadar persampelannya yang rendah dan bahagian yang diperlukan untuk membina ADC ini, yang merupakan DAC, dan pembanding, kedua-duanya perlu bekerja dengan sangat tepat untuk mendapatkan hasil yang tepat.