A/D Prevodník s porovnávaním napätia: Rozdiel medzi revíziami

Z Kiwiki
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
d
 
(3 medziľahlé úpravy od jedného ďalšieho používateľa nie sú zobrazené)
Riadok 1: Riadok 1:
−
[[Category:Prevodníky]]
+
{{sablona_prevodníky}}
 
__NOTOC__
 
__NOTOC__
−
{{Draft}}
 
 
Jedná sa o najrýchlejšie AD prevodníky s dobou prevodu asi 10ns. Tu sa porovná v jednom takte merané napätie s radou referenčných napäťových úrovní vzhľadom k meranému napätiu Ux a prevedie sa do dvojkového kódu. Každej referenčnej úrovni je priradený jeden napäťový komparátor, takže pre n-bitový prevodník je potrebných 2^n – 1 napäťových komparátorov.
 
Jedná sa o najrýchlejšie AD prevodníky s dobou prevodu asi 10ns. Tu sa porovná v jednom takte merané napätie s radou referenčných napäťových úrovní vzhľadom k meranému napätiu Ux a prevedie sa do dvojkového kódu. Každej referenčnej úrovni je priradený jeden napäťový komparátor, takže pre n-bitový prevodník je potrebných 2^n – 1 napäťových komparátorov.
 
Dekodér prevedie jednotku na príslušný vstup kodéra 1z n na priamy dvojkový kód. Keďže reakcie všetkých komparátorov niesu rovnaké, mohla by pri priamom pripojení komparátora k dekodéru vzniknúť chyba prevodu, hlavne vtedy pokiaľ by sa napätie Ux počas prevodu menilo. Preto sa medzi komparátory a dekodér vkladá sústava pamäťových členov D, ktoré si zapamätajú výstupný signál komparátorov a naraz ich predajú do dekodéra. Predávanie sa uskutoční impulzom CLK.
 
Dekodér prevedie jednotku na príslušný vstup kodéra 1z n na priamy dvojkový kód. Keďže reakcie všetkých komparátorov niesu rovnaké, mohla by pri priamom pripojení komparátora k dekodéru vzniknúť chyba prevodu, hlavne vtedy pokiaľ by sa napätie Ux počas prevodu menilo. Preto sa medzi komparátory a dekodér vkladá sústava pamäťových členov D, ktoré si zapamätajú výstupný signál komparátorov a naraz ich predajú do dekodéra. Predávanie sa uskutoční impulzom CLK.
Riadok 7: Riadok 6:
 
[[Súbor:Obr1 komparacnyAD.PNG|center|thumb|700px|Obr. 1 Komparačný A/D prevodník]]
 
[[Súbor:Obr1 komparacnyAD.PNG|center|thumb|700px|Obr. 1 Komparačný A/D prevodník]]
  
−
[[Súbor:Obr2 vzorec11.PNG|center|thumb|150px|Obr. 2]]
+
<math>\frac{\triangle Un}{2}<Ux<\frac{3}{2}\triangle U</math>
  
 
Digitalizácia prevádzaného napätia potom vnáša do prevodu chybu (ΔU/2), čo je v prípade, že j=8 menej ako 0,2% maximálnej hodnoty. Presnosť osembitového paralelného prevodníka odpovedá teda bežnej chybe analógových voltmetrov. Počet komparátorov je však pre osembitový prevodník 255, čo je veľmi veľa. Za rozumnú hranicu je možné považovať 4 bitový paralelný prevodník. Pre viacbitové prevodníky je možné použiť sériovo- paralelný prevodník, kedy prvým A/D prevodníkom rozdelíme referenčné napätia na 16 diskrétnych napäťových intervalov, ktoré ďalším A/D prevodníkom rozdelíme do ďalších 16 napäťových intervalov. Počet komparátorov v A/D prevodníkoch teda klesne, pre j=8 z 255 na 30. Táto úspora sa však dosiahne za cenu predĺženia časového intervalu prevodu. Napriek tomu sú  sériovo-paralelné A/D prevodníky rýchle a napríklad pri 8bitových prevodníkov môže doba potrebná k prevodu dosiahnuť hodnoty rádovo stovky ns.   
 
Digitalizácia prevádzaného napätia potom vnáša do prevodu chybu (ΔU/2), čo je v prípade, že j=8 menej ako 0,2% maximálnej hodnoty. Presnosť osembitového paralelného prevodníka odpovedá teda bežnej chybe analógových voltmetrov. Počet komparátorov je však pre osembitový prevodník 255, čo je veľmi veľa. Za rozumnú hranicu je možné považovať 4 bitový paralelný prevodník. Pre viacbitové prevodníky je možné použiť sériovo- paralelný prevodník, kedy prvým A/D prevodníkom rozdelíme referenčné napätia na 16 diskrétnych napäťových intervalov, ktoré ďalším A/D prevodníkom rozdelíme do ďalších 16 napäťových intervalov. Počet komparátorov v A/D prevodníkoch teda klesne, pre j=8 z 255 na 30. Táto úspora sa však dosiahne za cenu predĺženia časového intervalu prevodu. Napriek tomu sú  sériovo-paralelné A/D prevodníky rýchle a napríklad pri 8bitových prevodníkov môže doba potrebná k prevodu dosiahnuť hodnoty rádovo stovky ns.   
  
 
[[Súbor:Obr3 seriovoparalelnyAD.PNG|center|thumb|700px|Obr. 3 Sériovo-paralelný A/D prevodník]]
 
[[Súbor:Obr3 seriovoparalelnyAD.PNG|center|thumb|700px|Obr. 3 Sériovo-paralelný A/D prevodník]]
 +
 +
'''Príklad parametrov A/D prevodníka MAX104 firmy MAXIM'''
 +
 +
Pre lepšiu orientáciu uvádzam v tabuľke základné parametre A/D prevodníka využívajúceho princíp s porovnávaním napätia.
 +
 +
{| class=wikitable border=1 cellpadding=5
 +
|+ Parametre A/D prevodníka MAX104
 +
|-
 +
! Resolution
 +
(bits)
 +
! Sample Rate
 +
(Msps)
 +
! AC Specs
 +
(MHz)
 +
! SFDR
 +
(dBc)
 +
! ENOB
 +
(bits)
 +
! SINAD
 +
(dB)
 +
! SNR
 +
(dB)
 +
! THD
 +
(dB)
 +
! INL
 +
(±LSB)
 +
! DNL
 +
(±LSB)
 +
! Full Pwr. BW
 +
(MHz)
 +
! ICC
 +
(mA)
 +
! Data Bus Interface
 +
! Smallest Available Pckg.
 +
(mm2)
 +
 +
 +
 +
 +
|-
 +
| 8
 +
| 1000
 +
| 500
 +
| 52.3
 +
| 7.55
 +
| 46.2
 +
| 47
 +
| -52.5
 +
| 0.25
 +
| 0.25
 +
| 2200
 +
| 1078
 +
| µP/8
 +
Demuxed
 +
LVPECL
 +
| 630
 +
|-
 +
 +
|}
  
 
== Odkazy a literatúra ==
 
== Odkazy a literatúra ==
  
−
www.sketa-shop.ic.cz/maturita/ART/ART2.doc
+
:www.sketa-shop.ic.cz/maturita/ART/ART2.doc
 +
:www.maxim-ic.com

Aktuálna revízia z 21:51, 4. apríl 2013

Predmet: Prevodníky

Témy seminárnych prác

Princíp A/D a D/A prevodníkov

Realizácia A/D a D/A prevodníkov

Obvody A/D a D/A prevodníkov

Lineárne úprava signálov

Nelineárna úprava signálov

Jedná sa o najrýchlejšie AD prevodníky s dobou prevodu asi 10ns. Tu sa porovná v jednom takte merané napätie s radou referenčných napäťových úrovní vzhľadom k meranému napätiu Ux a prevedie sa do dvojkového kódu. Každej referenčnej úrovni je priradený jeden napäťový komparátor, takže pre n-bitový prevodník je potrebných 2^n – 1 napäťových komparátorov. Dekodér prevedie jednotku na príslušný vstup kodéra 1z n na priamy dvojkový kód. Keďže reakcie všetkých komparátorov niesu rovnaké, mohla by pri priamom pripojení komparátora k dekodéru vzniknúť chyba prevodu, hlavne vtedy pokiaľ by sa napätie Ux počas prevodu menilo. Preto sa medzi komparátory a dekodér vkladá sústava pamäťových členov D, ktoré si zapamätajú výstupný signál komparátorov a naraz ich predajú do dekodéra. Predávanie sa uskutoční impulzom CLK.

Obr. 1 Komparačný A/D prevodník

[math]\frac{\triangle Un}{2}\lt Ux\lt \frac{3}{2}\triangle U[/math]

Digitalizácia prevádzaného napätia potom vnáša do prevodu chybu (ΔU/2), čo je v prípade, že j=8 menej ako 0,2% maximálnej hodnoty. Presnosť osembitového paralelného prevodníka odpovedá teda bežnej chybe analógových voltmetrov. Počet komparátorov je však pre osembitový prevodník 255, čo je veľmi veľa. Za rozumnú hranicu je možné považovať 4 bitový paralelný prevodník. Pre viacbitové prevodníky je možné použiť sériovo- paralelný prevodník, kedy prvým A/D prevodníkom rozdelíme referenčné napätia na 16 diskrétnych napäťových intervalov, ktoré ďalším A/D prevodníkom rozdelíme do ďalších 16 napäťových intervalov. Počet komparátorov v A/D prevodníkoch teda klesne, pre j=8 z 255 na 30. Táto úspora sa však dosiahne za cenu predĺženia časového intervalu prevodu. Napriek tomu sú sériovo-paralelné A/D prevodníky rýchle a napríklad pri 8bitových prevodníkov môže doba potrebná k prevodu dosiahnuť hodnoty rádovo stovky ns.

Obr. 3 Sériovo-paralelný A/D prevodník

Príklad parametrov A/D prevodníka MAX104 firmy MAXIM

Pre lepšiu orientáciu uvádzam v tabuľke základné parametre A/D prevodníka využívajúceho princíp s porovnávaním napätia.

Parametre A/D prevodníka MAX104
Resolution

(bits)

Sample Rate

(Msps)

AC Specs

(MHz)

SFDR

(dBc)

ENOB

(bits)

SINAD

(dB)

SNR

(dB)

THD

(dB)

INL

(±LSB)

DNL

(±LSB)

Full Pwr. BW

(MHz)

ICC

(mA)

Data Bus Interface Smallest Available Pckg.

(mm2)



8 1000 500 52.3 7.55 46.2 47 -52.5 0.25 0.25 2200 1078 µP/8

Demuxed LVPECL

630

Odkazy a literatúra

www.sketa-shop.ic.cz/maturita/ART/ART2.doc
www.maxim-ic.com
Zdroj: „http://www.kiwiki.info/index.php?title=A/D_Prevodník_s_porovnávaním_napätia&oldid=11606“