Was ist Analog-Digital-Wandler und seine Funktionsweise?

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Fast jeder messbare Umgebungsparameter liegt in analoger Form vor, wie Temperatur, Schall, Druck, Licht usw. Betrachten Sie eine Temperatur Überwachungssystem wobei das Erfassen, Analysieren und Verarbeiten von Temperaturdaten von Sensoren mit digitalen Computern und Prozessoren nicht möglich ist. Daher benötigt dieses System eine Zwischenvorrichtung, um die analogen Temperaturdaten in digitale Daten umzuwandeln, um mit digitalen Prozessoren wie Mikrocontrollern und Mikroprozessoren zu kommunizieren. Analog-Digital-Wandler (ADC) ist eine elektronische integrierte Schaltung, mit der analoge Signale wie Spannungen in digitale oder binäre Form umgewandelt werden, die aus Einsen und Nullen besteht. Die meisten ADCs nehmen einen Spannungseingang als 0 bis 10 V, -5 V bis + 5 V usw. an und erzeugen entsprechend einen digitalen Ausgang als eine Art Binärzahl.

Was ist ein Analog-Digital-Wandler?

Ein Wandler, der zum Umwandeln des analogen Signals in ein digitales Signal verwendet wird, ist als Analog-Digital-Wandler oder ADC-Wandler bekannt. Dieser Wandler ist eine Art integrierte Schaltung oder IC, die das Signal direkt von der kontinuierlichen Form in die diskrete Form umwandelt. Dieser Wandler kann in A / D, ADC, A bis D ausgedrückt werden. Die Umkehrfunktion von DAC ist nichts anderes als ADC. Das Analog-Digital-Wandler-Symbol ist unten dargestellt.




Das Umwandeln eines analogen Signals in ein digitales Signal kann auf verschiedene Arten erfolgen. Auf dem Markt sind verschiedene Arten von ADC-Chips von verschiedenen Herstellern wie der ADC08xx-Serie erhältlich. So kann ein einfacher ADC mit Hilfe diskreter Komponenten entworfen werden.

Die Hauptmerkmale von ADC sind Abtastrate und Bitauflösung.



  • Die Abtastrate eines ADC ist nichts anderes als die Geschwindigkeit, mit der ein ADC das Signal von analog zu digital umwandeln kann.
  • Die Bitauflösung ist nichts anderes als die Genauigkeit, mit der ein Analog-Digital-Wandler das Signal von analog zu digital umwandeln kann.
Analog-Digital-Wandler

Analog-Digital-Wandler

Einer der Hauptvorteile des ADC-Wandlers ist die hohe Datenerfassungsrate auch bei gemultiplexten Eingängen. Mit der Erfindung einer Vielzahl von ADC integrierte Schaltkreise (ICs) wird die Datenerfassung von verschiedenen Sensoren genauer und schneller. Die dynamischen Eigenschaften der Hochleistungs-ADCs sind eine verbesserte Wiederholbarkeit der Messung, ein geringer Stromverbrauch, ein präziser Durchsatz, eine hohe Linearität, ein ausgezeichnetes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) usw.

Eine Vielzahl von Anwendungen der ADCs sind Mess- und Steuerungssysteme, industrielle Instrumente, Kommunikationssysteme und alle anderen sensorischen Systeme. Klassifizierung von ADCs anhand von Faktoren wie Leistung, Bitraten, Leistung, Kosten usw.


ADC-Blockdiagramm

Das Blockdiagramm des ADC ist unten gezeigt, das Abtasten, Halten, Quantisieren und Codieren enthält. Der ADC-Vorgang kann wie folgt durchgeführt werden.

Zunächst wird das analoge Signal an den ersten Block angelegt, nämlich an eine Abtastung, wo immer es mit einer genauen Abtastfrequenz abgetastet werden kann. Der Amplitudenwert des Samples kann wie ein analoger Wert beibehalten und wie Hold im zweiten Block gehalten werden. Die Halteprobe kann durch den dritten Block wie eine Quantisierung in einen diskreten Wert quantisiert werden. Schließlich ändert der letzte blockartige Codierer die diskrete Amplitude in eine Binärzahl.

In ADC kann die Umwandlung des Signals von analog zu digital durch das obige Blockdiagramm erklärt werden.

Stichprobe

Im Abtastblock kann das analoge Signal in einem genauen Zeitintervall abgetastet werden. Die Abtastwerte werden in kontinuierlicher Amplitude verwendet und halten einen realen Wert, sind jedoch zeitlich diskret. Bei der Wandlung des Signals spielt die Abtastfrequenz eine wesentliche Rolle. So kann es mit einer präzisen Rate gehalten werden. Basierend auf den Systemanforderungen kann die Abtastrate festgelegt werden.

Halt

In ADC ist HOLD der zweite Block und hat keine Funktion, da es einfach die Sample-Amplitude hält, bis das nächste Sample entnommen wird. Der Wert von hold ändert sich also erst beim nächsten Sample.

Quantisieren

In ADC ist dies der dritte Block, der hauptsächlich zur Quantisierung verwendet wird. Die Hauptfunktion dabei ist die Umwandlung der Amplitude von kontinuierlich (analog) in diskret. Der Wert der kontinuierlichen Amplitude innerhalb des Halteblocks bewegt sich durch den Quantisierungsblock, um eine diskrete Amplitude zu erhalten. Jetzt wird das Signal in digitaler Form vorliegen, da es sowohl die diskrete Amplitude als auch die Zeit enthält.

Encoder

Der letzte Block in ADC ist ein Codierer, der das Signal von digitaler Form in binär umwandelt. Wir wissen, dass ein digitales Gerät mit Binärsignalen arbeitet. Daher muss das Signal mit Hilfe eines Encoders von digital auf binär geändert werden. Dies ist also die gesamte Methode, um ein analoges Signal mithilfe eines ADC in ein digitales Signal umzuwandeln. Die für die gesamte Konvertierung benötigte Zeit kann innerhalb einer Mikrosekunde erfolgen.

Analog-Digital-Konvertierungsprozess

Es gibt viele Methoden, um analoge Signale in digitale Signale umzuwandeln. Diese Wandler finden mehr Anwendungen als Zwischengerät, um die Signale von analoger in digitale Form umzuwandeln und die Ausgabe auf dem LCD über einen Mikrocontroller anzuzeigen. Das Ziel eines A / D-Wandlers besteht darin, das Ausgangssignalwort zu bestimmen, das einem analogen Signal entspricht. Jetzt sehen wir einen ADC von 0804. Es ist ein 8-Bit-Wandler mit einer 5-V-Stromversorgung. Es kann nur ein analoges Signal als Eingang verwendet werden.

Analog-Digital-Wandler für Signal

Analog-Digital-Wandler für Signal

Der digitale Ausgang variiert zwischen 0 und 255. Der ADC benötigt eine Uhr, um zu funktionieren. Die Zeit, die benötigt wird, um den analogen in den digitalen Wert umzuwandeln, hängt von der Taktquelle ab. Eine externe Uhr kann an CLK IN Pin Nr. 4 übergeben werden. Eine geeignete RC-Schaltung ist zwischen den Pins IN und R angeschlossen, um den internen Takt zu verwenden. Pin2 ist der Eingangspin - Ein hoher bis niedriger Impuls bringt die Daten aus dem internen Register nach der Umwandlung zu den Ausgangspins. Pin3 ist ein Schreib - Ein niedriger bis hoher Impuls wird an die externe Uhr gegeben. Pin11 bis 18 sind Datenpins von MSB zu LSB.

Der Analog-Digital-Wandler tastet das analoge Signal bei jeder fallenden oder ansteigenden Flanke des Abtasttakts ab. In jedem Zyklus erhält der ADC das analoge Signal, misst es und wandelt es in einen digitalen Wert um. Der ADC wandelt die Ausgangsdaten in eine Reihe digitaler Werte um, indem er das Signal mit fester Genauigkeit approximiert.

In ADCs bestimmen zwei Faktoren die Genauigkeit des digitalen Werts, der das ursprüngliche analoge Signal erfasst. Dies sind Quantisierungspegel oder Bitrate und Abtastrate. Die folgende Abbildung zeigt, wie die Analog-Digital-Wandlung erfolgt. Die Bitrate entscheidet über die Auflösung des digitalisierten Ausgangs. In der folgenden Abbildung sehen Sie, wo der 3-Bit-ADC zur Umwandlung des analogen Signals verwendet wird.

Analog-Digital-Konvertierungsprozess

Analog-Digital-Konvertierungsprozess

Angenommen, das Ein-Volt-Signal muss mithilfe eines 3-Bit-ADC wie unten gezeigt von digital konvertiert werden. Daher stehen insgesamt 2 ^ 3 = 8 Teilungen zur Erzeugung eines 1-V-Ausgangs zur Verfügung. Dieses Ergebnis 1/8 = 0,125 V wird als minimaler Änderungs- oder Quantisierungspegel bezeichnet, der für jede Division als 000 für 0 V, 001 für 0,125 und ebenfalls bis zu 111 für 1 V dargestellt wird. Wenn wir die Bitraten wie 6, 8, 12, 14, 16 usw. erhöhen, erhalten wir eine bessere Genauigkeit des Signals. Somit ergibt die Bitrate oder Quantisierung die kleinste Ausgangsänderung des analogen Signalwerts, die sich aus einer Änderung der digitalen Darstellung ergibt.

Angenommen, das Signal ist ungefähr 0-5 V und wir haben 8-Bit-ADC verwendet, dann ist der Binärausgang von 5 V 256. Und für 3 V ist es 133, wie unten gezeigt.

ADC-Formel

Es besteht die absolute Wahrscheinlichkeit, dass das Eingangssignal auf der Ausgangsseite falsch dargestellt wird, wenn es mit einer anderen Frequenz als der gewünschten abgetastet wird. Daher ist eine weitere wichtige Überlegung des ADC die Abtastrate. Das Nyquist-Theorem besagt, dass die erfasste Signalrekonstruktion eine Verzerrung einführt, es sei denn, sie wird mit (minimal) der doppelten Rate des größten Frequenzinhalts des Signals abgetastet, wie Sie im Diagramm beobachten können. Diese Rate beträgt jedoch in der Praxis das 5- bis 10-fache der maximalen Frequenz des Signals.

Abtastrate des Analog-Digital-Wandlers

Abtastrate des Analog-Digital-Wandlers

Faktoren

Die ADC-Leistung kann anhand ihrer Leistung anhand verschiedener Faktoren bewertet werden. Daraus werden nachfolgend die folgenden zwei Hauptfaktoren erläutert.

SNR (Signal-Rausch-Verhältnis)

Das SNR spiegelt die durchschnittliche Anzahl von Bits ohne Rauschen in einer bestimmten Probe wider.

Bandbreite

Die Bandbreite eines ADC kann durch Schätzen der Abtastrate bestimmt werden. Die analoge Quelle kann pro Sekunde abgetastet werden, um diskrete Werte zu erzeugen.

Arten von Analog-Digital-Wandlern

ADC ist in verschiedenen Ausführungen und einigen Arten von Analog zu Digital erhältlich Konverter einschließen:

  • Dual Slope A / D-Wandler
  • Flash A / D-Wandler
  • Aufeinanderfolgend Annäherung A / D-Wandler
  • Semi-Flash-ADC
  • Sigma-Delta ADC
  • Pipeline-ADC

Dual Slope A / D-Wandler

Bei diesem ADC-Wandlertyp wird eine Vergleichsspannung unter Verwendung einer Integratorschaltung erzeugt, die aus einem Widerstand, einem Kondensator und einem Widerstand besteht Operationsverstärker Kombination. Durch den eingestellten Wert von Vref erzeugt dieser Integrator an seinem Ausgang eine Sägezahnwellenform von Null bis zum Wert Vref. Wenn die Integratorwellenform gestartet wird, beginnt der Zähler entsprechend von 0 bis 2 ^ n-1 zu zählen, wobei n die Anzahl der Bits des ADC ist.

Analog-Digital-Wandler mit zwei Steigungen

Analog-Digital-Wandler mit zwei Steigungen

Wenn die Eingangsspannung Vin gleich der Spannung der Wellenform ist, erfasst die Steuerschaltung den Zählerwert, der der digitale Wert des entsprechenden analogen Eingangswerts ist. Dieser ADC mit doppelter Steigung ist ein Gerät mit relativ mittleren Kosten und langsamer Geschwindigkeit.

Flash A / D-Wandler

Dieser ADC-Wandler-IC wird auch als paralleler ADC bezeichnet, der hinsichtlich seiner Geschwindigkeit der am häufigsten verwendete effiziente ADC ist. Diese Flash-Analog-Digital-Wandlerschaltung besteht aus einer Reihe von Komparatoren, bei denen jeder das Eingangssignal mit einer eindeutigen Referenzspannung vergleicht. Bei jedem Komparator befindet sich der Ausgang in einem hohen Zustand, wenn die analoge Eingangsspannung die Referenzspannung überschreitet. Diese Ausgabe wird weiter an die gegeben Prioritätsgeber zum Erzeugen von Binärcode basierend auf Eingabeaktivität höherer Ordnung durch Ignorieren anderer aktiver Eingaben. Dieser Flash-Typ ist ein kostenintensives und schnelles Gerät.

Flash A / D-Wandler

Flash A / D-Wandler

S / D-Wandler mit sukzessiver Approximation

Der SAR-ADC ist ein modernster ADC-IC und viel schneller als Dual-Slope- und Flash-ADCs, da er eine digitale Logik verwendet, die die analoge Eingangsspannung auf den nächsten Wert konvergiert. Diese Schaltung besteht aus einem Komparator, Ausgangs-Latches, einem sukzessiven Approximationsregister (SAR) und einem D / A-Wandler.

S / D-Wandler mit sukzessiver Approximation

S / D-Wandler mit sukzessiver Approximation

Zu Beginn wird die SAR zurückgesetzt und beim Einführen des Übergangs von LOW nach HIGH wird das MSB der SAR eingestellt. Dieser Ausgang wird dann an den D / A-Wandler übergeben, der ein analoges Äquivalent des MSB erzeugt, und weiter mit dem analogen Eingang Vin verglichen. Wenn der Komparatorausgang LOW ist, wird MSB von der SAR gelöscht, andernfalls wird das MSB auf die nächste Position gesetzt. Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis alle Bits versucht sind, und nach Q0 bewirkt die SAR, dass die parallelen Ausgangsleitungen gültige Daten enthalten.

Semi-Flash-ADC

Diese Arten von Analog-Digital-Wandlern arbeiten hauptsächlich ungefähr mit ihrer Begrenzungsgröße über zwei separate Flash-Wandler, wobei jede Wandlerauflösung die Hälfte der Bits für das Semi-Flush-Gerät beträgt. Die Kapazität eines einzelnen Flash-Wandlers besteht darin, dass er die MSBs (höchstwertige Bits) verarbeitet, während der andere das LSB (niedrigstwertige Bits) verarbeitet.

Sigma-Delta ADC

Sigma Delta ADC (ΣΔ) ist ein relativ neues Design. Diese sind im Vergleich zu anderen Arten von Designs extrem langsam, bieten jedoch die maximale Auflösung für alle Arten von ADC. Daher sind sie äußerst kompatibel mit Audioanwendungen auf High-Fidelity-Basis, können jedoch normalerweise nicht überall dort eingesetzt werden, wo ein hohes BW (Bandbreite) erforderlich ist.

Pipeline-ADC

Pipeline-ADCs werden auch als Sub-Ranging-Quantisierer bezeichnet, die konzeptionell mit aufeinanderfolgenden Approximationen zusammenhängen, obwohl sie ausgefeilter sind. Während sukzessive Annäherungen durch jeden Schritt wachsen, indem zum nächsten MSB gewechselt wird, verwendet dieser ADC den folgenden Prozess.

  • Es wird für eine grobe Umwandlung verwendet. Danach wertet es diese Änderung in Richtung des Eingangssignals aus.
  • Dieser Konverter wirkt als bessere Konvertierung, indem er eine temporäre Konvertierung mit einem Bereich von Bits ermöglicht.
  • In der Regel bieten Pipeline-Designs einen zentralen Punkt zwischen SARs sowie Flash-Analog-Digital-Wandler, indem Größe, Geschwindigkeit und hohe Auflösung in Einklang gebracht werden.

Beispiele für Analog-Digital-Wandler

Die Beispiele für Analog-Digital-Wandler werden nachstehend erläutert.

ADC0808

ADC0808 ist ein Konverter mit 8 analogen und 8 digitalen Ausgängen. Mit ADC0808 können wir bis zu 8 verschiedene Wandler mit nur einem Chip überwachen. Dadurch sind keine externen Nullpunkt- und Skalenendanpassungen erforderlich.

ADC0808 IC

ADC0808 IC

ADC0808 ist eine monolithische CMOS-Vorrichtung, bietet hohe Geschwindigkeit, hohe Genauigkeit, minimale Temperaturabhängigkeit, ausgezeichnete Langzeitgenauigkeit und Wiederholbarkeit und verbraucht nur minimalen Strom. Diese Eigenschaften machen dieses Gerät ideal für Anwendungen von der Prozess- und Maschinensteuerung bis hin zu Verbraucher- und Automobilanwendungen. Das Pin-Diagramm des ADC0808 ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Eigenschaften

Die Hauptfunktionen von ADC0808 umfassen Folgendes.

  • Einfache Schnittstelle zu allen Mikroprozessoren
  • Keine Null- oder Skaleneinstellung erforderlich
  • 8-Kanal-Multiplexer mit Adresslogik
  • 0V bis 5V Eingangsbereich mit einzelner 5V Stromversorgung
  • Die Ausgänge erfüllen die TTL-Spannungspegelspezifikationen
  • Trägerchip-Gehäuse mit 28-poligem Anschluss

Spezifikationen

Die Spezifikationen von ADC0808 umfassen Folgendes.

  • Auflösung: 8 Bit
  • Total Unadjusted Error: ± ½ LSB und ± 1 LSB
  • Einzelversorgung: 5 VDC
  • Niedrige Leistung: 15 mW
  • Umwandlungszeit: 100 μs

Im Allgemeinen kann der ADC0808-Eingang, der auf digitale Form umgestellt werden soll, unter Verwendung von drei Adressleitungen A, B, C ausgewählt werden, die die Pins 23, 24 und 25 sind. Die Schrittgröße wird abhängig von dem eingestellten Referenzwert ausgewählt. Die Schrittgröße ist die Änderung des Analogeingangs, um eine Änderung der Einheit des ADC-Ausgangs zu bewirken. Der ADC0808 benötigt zum Betrieb eine externe Uhr, im Gegensatz zum ADC0804 mit einer internen Uhr.

Der kontinuierliche 8-Bit-Digitalausgang entspricht dem Momentanwert des Analogeingangs. Der extremste Pegel der Eingangsspannung muss proportional auf + 5V reduziert werden.

Der ADC 0808 IC benötigt ein Taktsignal von typischerweise 550 kHz. Der ADC0808 wird verwendet, um die Daten in die für den Mikrocontroller erforderliche digitale Form umzuwandeln.

Anwendung von ADC0808

Der ADC0808 hat viele Anwendungen hier haben wir einige Anwendungen auf ADC gegeben:

Von der folgenden Schaltung aus sind die Pins Clock, Start und EOC mit einem Mikrocontroller verbunden. Im Allgemeinen haben wir hier 8 Eingänge, wir verwenden nur 4 Eingänge für die Operation.

ADC0808 Schaltung

ADC0808 Schaltung

  • Der verwendete LM35-Temperatursensor ist mit den ersten 4 Eingängen des Analog-Digital-Wandler-IC verbunden. Der Sensor hat 3 Pins, d. H. VCC, GND und Ausgangspins, wenn der Sensor die Spannung am Ausgang erhöht.
  • Die Adressleitungen A, B, C sind für die Befehle mit dem Mikrocontroller verbunden. Dabei folgt der Interrupt dem Betrieb von niedrig nach hoch.
  • Wenn der Startstift hoch gehalten wird, beginnt keine Konvertierung, aber wenn der Startstift niedrig ist, beginnt die Konvertierung innerhalb von 8 Taktperioden.
  • Zu dem Zeitpunkt, an dem die Konvertierung abgeschlossen ist, wird der EOC-Pin auf niedrig gesetzt, um das Ende der Konvertierung und die Daten anzuzeigen, die zur Aufnahme bereit sind.
  • Die Ausgangsfreigabe (OE) wird dann hoch angehoben. Dadurch werden die TRI-STATE-Ausgänge aktiviert und die Daten können gelesen werden.

ADC0804

Wir wissen bereits, dass Analog-Digital-Wandler (ADCs) die am häufigsten verwendeten Geräte zur Informationssicherung sind, um die analogen Signale in digitale Zahlen umzuwandeln, damit der Mikrocontroller sie leicht lesen kann. Es gibt viele ADC-Konverter wie ADC0801, ADC0802, ADC0803, ADC0804 und ADC080. In diesem Artikel werden wir den ADC0804-Konverter diskutieren.

ADC0804

ADC0804

ADC0804 ist ein sehr häufig verwendeter 8-Bit-Analog-Digital-Wandler. Es arbeitet mit einer analogen Eingangsspannung von 0 V bis 5 V. Es verfügt über einen analogen Eingang und 8 digitale Ausgänge. Die Konvertierungszeit ist ein weiterer wichtiger Faktor bei der Beurteilung eines ADC. In ADC0804 variiert die Konvertierungszeit in Abhängigkeit von den Taktsignalen, die an die CLK R- und CLK IN-Pins angelegt werden, sie kann jedoch nicht schneller als 110 μs sein.

Pin Beschreibung des ADC804

Pin 1 : Es ist ein Chip-Auswahl-Pin und aktiviert den ADC, aktiv niedrig

Pin 2: Es ist ein Eingangspin mit hohem bis niedrigem Impuls, der die Daten von internen Registern nach der Umwandlung zu den Ausgangspins bringt

Pin 3: Es wird ein Eingangspin mit niedrigem bis hohem Impuls gegeben, um die Umwandlung zu starten

Pin 4: Es ist ein Takteingangspin, um die externe Uhr zu geben

Pin 5: Es ist ein Ausgangs-Pin, der nach Abschluss der Konvertierung auf Low geht

Pin 6: Analoger nichtinvertierender Eingang

Pin 7: Der analoge invertierende Eingang ist normalerweise geerdet

Pin 8: Masse (0V)

Pin 9: Es ist ein Eingangspin, der die Referenzspannung für den Analogeingang einstellt

Pin 10: Masse (0V)

Pin 11 - Pin 18: Es ist ein digitaler 8-Bit-Ausgangspin

Pin 19: Wird mit dem Clock IN-Pin verwendet, wenn eine interne Clock-Quelle verwendet wird

Pin 20: Versorgungsspannung 5V

Merkmale von ADC0804

Die Hauptfunktionen von ADC0804 umfassen Folgendes.

  • Analoger Eingangsspannungsbereich von 0 V bis 5 V mit einzelner 5 V-Versorgung
  • Kompatibel mit Mikrocontrollern beträgt die Zugriffszeit 135 ns
  • Einfache Schnittstelle zu allen Mikroprozessoren
  • Logische Ein- und Ausgänge erfüllen sowohl die MOS- als auch die TTL-Spannungspegelspezifikationen
  • Funktioniert mit einer Spannungsreferenz von 2,5 V (LM336)
  • On-Chip-Taktgenerator
  • Keine Nullpunkteinstellung erforderlich
  • 0,3 [Prime] Standardbreite 20-poliges DIP-Gehäuse
  • Arbeitet metrisch oder mit einer Spannungsreferenz von 5 VDC, 2,5 VDC oder einer analogen Spanne
  • Differenzielle analoge Spannungseingänge

Es ist ein 8-Bit-Wandler mit einer 5-V-Stromversorgung. Es kann nur ein analoges Signal als Eingang verwendet werden. Der digitale Ausgang variiert zwischen 0 und 255. Der ADC benötigt eine Uhr, um zu funktionieren. Die Zeit, die benötigt wird, um den analogen in den digitalen Wert umzuwandeln, hängt von der Taktquelle ab. CLK IN kann eine externe Uhr zugewiesen werden. Pin2 ist der Eingangspin - Ein hoher bis niedriger Impuls bringt die Daten aus dem internen Register nach der Umwandlung zu den Ausgangspins. Pin3 ist ein Schreib - Ein niedriger bis hoher Impuls wird an die externe Uhr gegeben.

Anwendung

Von der einfachen Schaltung ist Pin 1 des ADC mit GND verbunden, wobei Pin 4 über einen Kondensator mit GND verbunden ist. Pin 2, 3 und 5 des ADC sind mit 13, 14 und 15 Pins des Mikrocontrollers verbunden. Pin 8 und 10 sind kurzgeschlossen und mit GND verbunden, 19 Pins ADC sind über den Widerstand 10k mit dem 4. Pin verbunden. Die Pins 11 bis 18 des ADC sind mit 1 bis 8 Pins des Mikrocontrollers verbunden, der zu Port 1 gehört.

ADC0804 Schaltung

ADC0804 Schaltung

Wenn das logische Hoch an CS und RD angelegt wird, wurde der Eingang durch das 8-Bit-Schieberegister getaktet, wodurch die Suche nach der spezifischen Absorptionsrate (SAR) abgeschlossen wurde. Beim nächsten Taktimpuls wird das digitale Wort an den Drei-Zustands-Ausgang übertragen. Der Ausgang des Interrupts wird invertiert, um einen INTR-Ausgang bereitzustellen, der während der Konvertierung hoch und nach Abschluss der Konvertierung niedrig ist. Wenn ein Low sowohl bei CS als auch bei RD liegt, wird ein Ausgang über DB7-Ausgänge an DB0 angelegt und der Interrupt wird zurückgesetzt. Wenn entweder die CS- oder RD-Eingänge in einen hohen Zustand zurückkehren, werden die DB0- bis DB7-Ausgänge deaktiviert (in den hochohmigen Zustand zurückgebracht). Abhängig von der Logik wird somit die Spannung von 0 bis 5 V, die in einen digitalen Wert mit 8-Bit-Auflösung umgewandelt wird, als Eingang in den Mikrocontroller-Port 1 eingespeist.

Verwendete ADC0804-Komponentenprojekte
Verwendete ADC0808-Komponentenprojekte

ADC-Test

Das Testen von Analog-Digital-Wandlern erfordert hauptsächlich eine analoge Eingangsquelle sowie Hardware, um die Steuersignale zu übertragen und digitale Daten o / p zu erfassen. Einige Arten von ADCs benötigen eine genaue Referenzsignalquelle. Der ADC kann mithilfe der folgenden Schlüsselparameter getestet werden

  • DC-Offset-Fehler
  • Energieverschwendung
  • DC-Verstärkungsfehler
  • Falscher freier Dynamikbereich
  • SNR (Signal-Rausch-Verhältnis)
  • INL oder integrale Nichtlinearität
  • DNL oder Differenzielle Nichtlinearität
  • THD oder Total Harmonic Distortion

Das Testen von ADCs oder Analog-Digital-Wandlern erfolgt hauptsächlich aus mehreren Gründen. Abgesehen von dem Grund, der Gesellschaft für IEEE-Instrumentierung und -Messung, wurde das Komitee zur Erzeugung und Analyse von Wellenformen zum IEEE-Standard für ADC für Terminologie sowie zu Testmethoden entwickelt. Es gibt verschiedene allgemeine Testaufbauten, darunter Sinus, Arbitrary Waveform, Step Waveform und Feedback Loop. Um die stabile Leistung von Analog-Digital-Wandlern zu bestimmen, werden verschiedene Methoden verwendet, wie die servobasierte, rampenbasierte, die Wechselstrom-Histogramm-Technik, die Dreieck-Histogramm-Technik und die physikalische Technik. Die eine Technik, die für dynamische Tests verwendet wird, ist der Sinuswellentest.

Anwendungen von Analog-Digital-Wandlern

Die Anwendungen von ADC umfassen Folgendes.

  • Derzeit nimmt die Nutzung digitaler Geräte zu. Diese Geräte arbeiten basierend auf dem digitalen Signal. Ein Analog-Digital-Wandler spielt bei solchen Geräten eine Schlüsselrolle, um das Signal von analog zu digital umzuwandeln. Die Anwendungen von Analog-Digital-Wandlern sind grenzenlos und werden nachstehend erörtert.
  • AC (Klimaanlage) enthält Temperatursensoren, um die Temperatur im Raum aufrechtzuerhalten. Diese Temperaturumwandlung kann also mit Hilfe des ADC von analog zu digital erfolgen.
  • Es wird auch in einem digitalen Oszilloskop verwendet, um das Signal von analog zu digital in Anzeige umzuwandeln.
  • ADC wird verwendet, um das analoge Sprachsignal in Mobiltelefonen in digital umzuwandeln, da Mobiltelefone digitale Sprachsignale verwenden, das Sprachsignal jedoch tatsächlich in Form von Analog vorliegt. Der ADC wird also verwendet, um das Signal umzuwandeln, bevor das Signal an den Sender des Mobiltelefons gesendet wird.
  • ADC wird in medizinischen Geräten wie MRT und Röntgen verwendet, um die Bilder vor der Änderung von analog in digital umzuwandeln.
  • Die Kamera im Handy dient hauptsächlich zur Aufnahme von Bildern und Videos. Diese werden im digitalen Gerät gespeichert, sodass sie mit ADC in digitale Form konvertiert werden.
  • Die Kassettenmusik kann auch in eine digitale Musik umgewandelt werden, da CDS- und USB-Sticks ADC verwenden.
  • Gegenwärtig wird ADC in jedem Gerät verwendet, da fast alle auf dem Markt erhältlichen Geräte in digitaler Version vorliegen. Diese Geräte verwenden also ADC.

Das ist also ungefähr eine Übersicht über Analog-Digital-Wandler oder ADC-Wandler & seine Typen. Zum besseren Verständnis werden in diesem Artikel nur einige ADC-Konverter behandelt. Wir hoffen, dass dieser möblierte Inhalt für die Leser informativer ist. Weitere Fragen, Zweifel und technische Hilfe zu diesem Thema können Sie unten kommentieren.

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