ADC de type direct
Un convertisseur analogique-numérique (ADC)convertit un signal analogique en un signal numérique. Le signal numérique est représenté par un code binaire, qui est une combinaison des bits 0 et 1.
le block diagram d'un ADC est illustré dans la figure suivante -
Notez que dans la figure ci-dessus, un convertisseur analogique-numérique (ADC)se compose d'une seule entrée analogique et de nombreuses sorties binaires. En général, le nombre de sorties binaires de l'ADC sera une puissance de deux.
Il y a two typesdes ADC: ADC de type direct et ADC de type indirect. Ce chapitre décrit en détail les ADC de type Direct.
Si l'ADC effectue la conversion analogique-numérique directement en utilisant le code numérique équivalent (binaire) généré en interne pour la comparaison avec l'entrée analogique, alors il est appelé comme Direct type ADC.
Voici les examples des ADC de type direct -
- Type de compteur ADC
- ADC d'approximation successive
- Type de flash ADC
Cette section décrit en détail ces ADC de type Direct.
Type de compteur ADC
UNE counter type ADC produit une sortie numérique, qui est approximativement égale à l'entrée analogique en utilisant le fonctionnement du compteur en interne.
le block diagram d'un compteur de type ADC est illustré dans la figure suivante -
Le type de compteur ADC se compose principalement de 5 blocs: générateur de signal d'horloge, compteur, DAC, comparateur et logique de contrôle.
le working d'un ADC de type compteur est la suivante -
le control logic réinitialise le compteur et active le générateur de signal d'horloge afin d'envoyer les impulsions d'horloge au compteur, lorsqu'il a reçu le signal de commande de démarrage.
le counterest incrémenté de un pour chaque impulsion d'horloge et sa valeur sera au format binaire (numérique). Cette sortie du compteur est appliquée comme une entrée du DAC.
DACconvertit l'entrée binaire (numérique) reçue, qui est la sortie du compteur, en une sortie analogique. Le comparateur compare cette valeur analogique, $ V_ {a} $ avec la valeur d'entrée analogique externe $ V_ {i} $.
le output of comparator sera ‘1’tant que est supérieur à. Les opérations mentionnées dans les deux étapes ci-dessus seront poursuivies tant que la logique de commande recevra «1» de la sortie du comparateur.
le output of comparator sera ‘0’quand $ V_ {i} $ est inférieur ou égal à $ V_ {a} $. Ainsi, la logique de commande reçoit «0» de la sortie du comparateur. Ensuite, la logique de commande désactive le générateur de signal d'horloge afin qu'il n'envoie aucune impulsion d'horloge au compteur.
A cet instant, la sortie du compteur sera affichée comme digital output. C'est presque équivalent à la valeur d'entrée analogique externe correspondante $ V_ {i} $.
ADC d'approximation successive
UNE successive approximation type ADC produit une sortie numérique, qui est approximativement égale à l'entrée analogique en utilisant une technique d'approximation successive en interne.
le block diagram d'un ADC d'approximation successive est montré dans la figure suivante
L'ADC d'approximation successive se compose principalement de 5 blocs: générateur de signal d'horloge, registre d'approximation successive (SAR), DAC, comparateur et logique de commande.
le working d'une approximation successive ADC est la suivante -
le control logic réinitialise tous les bits de SAR et active le générateur de signaux d'horloge afin d'envoyer les impulsions d'horloge à SAR, lorsqu'il a reçu le signal de commande de démarrage.
Les données binaires (numériques) présentes dans SARsera mis à jour pour chaque impulsion d'horloge en fonction de la sortie du comparateur. La sortie du SAR est appliquée comme une entrée du DAC.
DAC convertit l'entrée numérique reçue, qui est la sortie du SAR, en une sortie analogique. Le comparateur compare cette valeur analogique $ V_ {a} $ avec la valeur d'entrée analogique externe $ V_ {i} $.
le output of a comparatorsera '1' tant que $ V_ {i} $ est supérieur à $ V_ {a} $. De même, la sortie du comparateur sera '0', lorsque $ V_ {i} $ est inférieur ou égal à $ V_ {a} $.
Les opérations mentionnées dans les étapes ci-dessus seront poursuivies jusqu'à ce que la sortie numérique soit valide.
La sortie numérique sera valide lorsqu'elle est presque équivalente à la valeur d'entrée analogique externe correspondante $ V_ {i} $.
Type de flash ADC
UNE flash type ADCproduit une sortie numérique équivalente pour une entrée analogique correspondante en un rien de temps. Par conséquent, l'ADC de type flash est l'ADC le plus rapide.
le circuit diagram d'un ADC de type flash 3 bits est illustré dans la figure suivante -
Le CAN de type flash 3 bits se compose d'un réseau diviseur de tension, de 7 comparateurs et d'un codeur de priorité.
le working d'un ADC de type flash 3 bits est comme suit.
le voltage divider networkcontient 8 résistances égales. Une tension de référence $ V_ {R} $ est appliquée sur tout ce réseau par rapport à la terre. La chute de tension à travers chaque résistance de bas en haut par rapport à la terre sera les multiples entiers (de 1 à 8) de $ \ frac {V_ {R}} {8} $.
L'externe input voltage$ V_ {i} $ est appliqué au terminal non inverseur de tous les comparateurs. La chute de tension à travers chaque résistance de bas en haut par rapport à la terre est appliquée à la borne inverseuse des comparateurs de bas en haut.
À la fois, tous les comparateurs comparent la tension d'entrée externe avec les chutes de tension présentes sur l'autre borne d'entrée respective. Cela signifie que les opérations de comparaison ont lieu par chaque comparateurparallelly.
le output of the comparatorsera '1' tant que $ V_ {i} $ est supérieur à la chute de tension présente sur l'autre borne d'entrée respective. De même, la sortie du comparateur sera '0', lorsque $ V_ {i} $ est inférieur ou égal à la chute de tension présente sur l'autre borne d'entrée respective.
Toutes les sorties des comparateurs sont connectées comme les entrées de priority encoder.Ce codeur prioritaire produit un code binaire (sortie numérique), qui correspond à l'entrée haute priorité qui a '1'.
Par conséquent, la sortie du codeur prioritaire n'est rien d'autre que l'équivalent binaire (digital output) de la tension d'entrée analogique externe, $ V_ {i} $.
L'ADC de type flash est utilisé dans les applications où la vitesse de conversion de l'entrée analogique en données numériques doit être très élevée.