Điện Tử Cơ Bản

ADC là gì ? Tìm hiểu Bộ chuyển đổi ADC dễ hiểu nhất

Hầu hết mọi thông số đo được về môi trường đều ở dạng tương tự như nhiệt độ, âm thanh, áp suất, ánh sáng, v.v. Do đó, hệ thống này cần một thiết bị trung gian để chuyển đổi dữ liệu nhiệt độ tương tự thành dữ liệu số để giao tiếp với các bộ xử lý kỹ thuật số như vi điều khiển và vi xử lý. Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang kỹ thuật số (ADC) là một mạch tích hợp điện tử được sử dụng để chuyển đổi các tín hiệu tương tự như điện áp sang dạng kỹ thuật số hoặc nhị phân bao gồm 1s và 0s. Hầu hết các bộ ADC có đầu vào điện áp là 0 đến 10V, -5V đến + 5V, v.v. và tương ứng tạo ra đầu ra kỹ thuật số dưới dạng số nhị phân. Hãy cùng tham khảo với hocdientu nhé !

ADC là gì ? Tìm hiểu Bộ chuyển đổi ADC dễ hiểu nhất
ADC là gì ? Tìm hiểu Bộ chuyển đổi ADC dễ hiểu nhất

ADC là gì ?

ADC là một bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự (biến đổi liên tục) sang tín hiệu kỹ thuật số. Đây là một mạch tích hợp điện tử chuyển đổi trực tiếp dạng tín hiệu liên tục sang dạng rời rạc. Nó được viết dưới dạng A/D hoặc ADC. Đầu vào (tương tự) cho hệ thống này có thể có bất kỳ giá trị nào trong một dải và được đo trực tiếp. Nhưng đối với đầu ra (kỹ thuật số) của bộ chuyển đổi A/D N-bit, nó chỉ nên có 2 N giá trị rời rạc. Bộ chuyển đổi ADC này là mối liên kết giữa thế giới tương tự (tuyến tính) của các đầu đo và thế giới của việc xử lý tín hiệu và xử lý dữ liệu. Bộ chuyển đổi tín hiệu số sang tương tự (DAC) thực hiện chức năng nghịch đảo của ADC. Biểu diễn giản đồ của ADC được hiển thị bên dưới.

ADC là gì ?
ADC là gì ?

Bộ chuyển đổi ADC hoạt động như thế nào ?

Có hai bước chủ yếu liên quan đến quá trình chuyển đổi :

  • Lấy mẫu và Giữ
  • Lượng tử hóa và mã hóa

Toàn bộ quá trình chuyển đổi ADC được thể hiện trong hình dưới đây :

Bộ chuyển đổi ADC hoạt động như thế nào ?
Bộ chuyển đổi ADC hoạt động như thế nào ?

Lấy mẫu và Giữ

Trong quá trình Lấy mẫu và giữ (S/H), tín hiệu liên tục sẽ được lấy mẫu và đóng băng (giữ) giá trị ở mức ổn định trong một khoảng thời gian ngắn nhất cụ thể. Nó được thực hiện để loại bỏ các biến thể trong tín hiệu đầu vào có thể làm thay đổi quá trình chuyển đổi và do đó làm tăng độ chính xác. Tốc độ lấy mẫu tối thiểu phải gấp hai lần tần số dữ liệu lớn nhất của tín hiệu đầu vào.

Lượng tử hóa và mã hóa

công thức chuyển đổi adc
Công thức chuyển đổi adc

Để hiểu về lượng tử hóa, trước tiên chúng ta có thể xem qua thuật ngữ Độ phân giải được sử dụng trong ADC. Đó là sự thay đổi nhỏ nhất trong tín hiệu tương tự sẽ dẫn đến sự thay đổi trong đầu ra kỹ thuật số. Điều này đại diện cho lỗi lượng tử hóa.

V → Dải điện áp tham chiếu
2 N → Số trạng thái
N → Số bit ở đầu ra kỹ thuật số

Lượng tử hóa: Là quá trình tín hiệu tham chiếu được phân chia thành nhiều lượng tử rời rạc và sau đó tín hiệu đầu vào được khớp với lượng tử chính xác.

Mã hóa: Tại đây; đối với mỗi lượng tử, một mã kỹ thuật số duy nhất sẽ được chỉ định và sau đó tín hiệu đầu vào được cấp phát bằng mã kỹ thuật số này. Quá trình lượng tử hóa và mã hóa được trình bày trong bảng dưới đây.

Từ bảng trên, chúng ta có thể quan sát rằng chỉ có một giá trị số được sử dụng để biểu diễn toàn bộ dải điện áp trong một khoảng thời gian. Do đó, một lỗi sẽ xảy ra và nó được gọi là lỗi lượng tử hóa. Đây là tiếng ồn được đưa vào bởi quá trình lượng tử hóa. Ở đây, lỗi lượng tử hóa tối đa là

Xem thêm :

Cải thiện độ chính xác trong ADC

Cải thiện độ chính xác trong ADC
Cải thiện độ chính xác trong ADC

Hai phương pháp quan trọng được sử dụng để cải thiện độ chính xác trong ADC. Chúng bằng cách tăng độ phân giải và bằng cách tăng tốc độ lấy mẫu. Điều này được thể hiện trong hình dưới đây

Các loại bộ chuyển đổi từ Analog sang Digital

  • Successive Approximation ADC : Bộ chuyển đổi này so sánh tín hiệu đầu vào với đầu ra của DAC bên trong ở mỗi bước kế tiếp. Nó là loại đắt tiền nhất.
  • Dual Slope ADC: Nó có độ chính xác cao nhưng hoạt động rất chậm.
  • Pipeline ADC : Nó giống như ADC Flash hai bước.
  • Delta-Sigma ADC: Nó có độ phân giải cao nhưng chậm do lấy mẫu quá nhiều.
  • Flash ADC: Đây là ADC nhanh nhất nhưng rất đắt.

Ứng dụng của ADC

  • Được sử dụng cùng với đầu dò cảm biến.
  • Được sử dụng trong máy tính để chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu kỹ thuật số.
  • Được sử dụng trong điện thoại di động.
  • Được sử dụng trong vi điều khiển.
  • Dùng trong xử lý tín hiệu số.
  • Được sử dụng trong máy hiện sóng lưu trữ kỹ thuật số .
  • Được sử dụng trong các công cụ khoa học.
  • Được sử dụng trong công nghệ tái tạo âm nhạc, v.v.

Đỗ Thủy Học Điện Tử

Tôi một người đam mê cung cấp kiến thức cuộc sống và kiến thức giáo dục văn học , vật lý , điện tử đến cho mọi người hãy cùng tôi tiếp nhận kiến thức mới nhé !

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button