новости компании о Руководство по выбору и применению ADC для ясности сигнала

Вы когда-нибудь сталкивались с таким разочаровывающим сценарием: ваши датчики собирают многочисленные данные из реального мира, но ваша цифровая система не может точно их интерпретировать, что приводит к ошибочным решениям?Основная причина, вероятно, заключается в неправильном выборе или применении аналоговых-цифровых преобразователей (ADC)Поскольку технология Интернета вещей (IoT) становится все более распространенной,позволение цифровым системам точно воспринимать и понимать аналоговые сигналы стало решающим для повышения производительности устройств и оптимизации пользовательского опыта.

В физическом мире сигналы, такие как звук, свет, температура и движение, существуют как постоянно меняющиеся аналоговые формы волн.ADC служат критическим мостом, преобразуя аналоговые сигналы в цифровые форматы, которые микроконтроллеры могут понимать и обрабатывать.Представьте себе систему умного дома, которая не может точно определить температуру в помещении - кондиционер не может регулироваться разумноПоэтому выбор подходящего ADC имеет первостепенное значение.

Процесс преобразования ADC включает три основных этапа:

• Отбор проб:Подобно фотографированию, ADC захватывает "снимки" аналогового сигнала в определенные временные интервалы, получая ряд дискретных значений выборки.Более высокая частота отбора проб позволяет получить более подробный сигнал.
• Квантизация:В то время как квантование вводит врожденную ошибку, увеличение разрешения ADC минимизирует этот эффект.
• Кодировка:Квантизированные уровни преобразуются в двоичный код для цифровой обработки системы.

Скорость отбора образцов, измеряемая в образцах в секунду (SPS) или герц (Hz), определяет, как часто ADC отбирает входный сигнал.Подумайте о записи высокочастотной музыки с недостаточным отбором образцов - результат будет искаженным звукомАналогичным образом, если скорость отбора проб ADC падает ниже высочайшей частотной составляющей сигнала, происходит алиазирование.

Алиазирование проявляется, когда неадекватная выборка приводит к тому, что реконструированные цифровые сигналы отклоняются от оригинальных аналоговых форм волн.скорость отбора проб должна быть как минимум в два раза выше частотной составляющей сигнала (fNyquist = 2 × fMax)Для 100 кГц сигнала ADC требует отбора проб минимум 200 кСПС.обеспечение стабильности системы.

Разрешение ADC определяет наименьшее обнаруживаемое изменение напряжения, определяемое глубиной бита.позволяет цифровым представлениям более точно приблизить аналоговые входы1-битный ADC отличает только два уровня, в то время как 12-битный устройство решает 4096 дискретных шагов. Улучшенное разрешение дает превосходную чувствительность к изменениям напряжения.

Точность квантования вытекает из:

• Размер шага = VRef ÷ (2^n)

где VRef - эталонное напряжение и n - глубина бита. Для ссылки 5V с 12-битным разрешением размер шага равен примерно 1,22 мВ. 2-битный ADC при идентичных условиях дает 1.Шаги 25 В, резко снижая точность.

Эти взаимозависимые параметры вместе определяют производительность ADC. Высокие показатели отбора проб подходят для быстро меняющихся сигналов, в то время как повышенное разрешение выгодно для приложений точного измерения.Оптимальный выбор ADC требует тщательного рассмотрения обоих атрибутов относительно системных требований.

Несколько высокопроизводительных ADC заслуживают рассмотрения для специализированных приложений:

Этот 24-битный Σ-Δ ADC обеспечивает исключительную точность для сценариев с низкой пропускной способностью.Типичные приложения включают системы управления процессом, медицинские приборы и хроматографический анализ.

С 14-битным разрешением на 1,25 GSPS, этот преобразователь обрабатывает широкополосные сигналы до 2 ГГц. Интегрированные функции включают четыре фильтра для децимации и цифр-управляемые осцилляторы,что делает его идеальным для программно-определенных радиостанций, спутниковые приемники и радарные системы.

Комбинируя 24-битное разрешение с пропускной способностью 2,5 MSPS, этот Σ-Δ ADC достигает динамического диапазона 100dB, одновременно упрощая требования к антиалиасирующему оборудованию.и другие применения, требующие большого количества данных.

Ключевые соображения включают:

• Характеристики сигнала (диапазон частот, амплитуда, потребности в точности)
• Требования к системе (скорость отбора проб, разрешение, ограничения мощности, тип интерфейса)
• Контекст применения (промышленное, медицинское, коммуникационное)

Глубокое понимание принципов ADC в сочетании с точными требованиями к применению позволяет оптимально подбирать компоненты.предоставление конкурентного преимущества в требовательных технических условиях.