ADC một bit tốt cho việc gì?
Câu trả lời:
Để đưa ra một ví dụ cơ bản về cách sử dụng ADC 1 bit để có được thông tin hữu ích từ dạng sóng, hãy xem mạch này. Nó sử dụng sóng tam giác để biến thông tin thành đầu ra điều chế độ rộng xung. Đây là phiên bản tương tự nhưng được đơn giản hóa về cách các kỹ thuật ADC 1 bit khác hoạt động, bằng cách sử dụng tín hiệu tham chiếu (thường là phản hồi) để so sánh đầu vào.
Mạch
Mô phỏng
Chế độ xem phóng to:
Chúng ta có thể thấy từ dạng sóng đầu vào hàng đầu, sóng tam giác được sử dụng để so sánh dạng sóng tại các điểm khác nhau trong khoảng thời gian của nó. Miễn là sóng tam giác có tần số cao hơn đáng kể so với đầu vào (tần số càng cao thì càng chính xác), điều này làm cho bộ so sánh phát ra trung bình cao / thấp tùy thuộc vào mức điện áp của dạng sóng.
Để xem làm thế nào chúng ta có thể tái tạo dạng sóng gốc từ dữ liệu PWM, đầu ra của bộ so sánh được đưa vào bộ lọc thông thấp và bật lại sóng hình sin một lần nữa.
Để đọc thêm:
Bộ chuyển đổi Delta-Sigma
Xấp xỉ liên tiếp ADC ADC
một bit ADC
Ramp So sánh ADC (Counter ADC)
Bộ chuyển đổi tương tự sang số một bit (A / D) chỉ là một bộ so sánh với ngưỡng ở giữa phạm vi. Thông thường, bạn không gọi nó là A / D 1 bit, mặc dù việc nghĩ theo cách đó là hợp pháp.
Có nhiều cách để sử dụng một bộ so sánh để cuối cùng có được giá trị kỹ thuật số có độ phân giải cao hơn. Một A / D delta-sigma là một ví dụ. Điều này tiếp tục tích hợp đầu ra của bộ so sánh và so sánh nó với đầu vào tương tự. Trong một số lần bit, giá trị tương tự được biểu thị bằng số lượng 1 bit trên toàn bộ. Nghị quyết là một sự đánh đổi với thời gian. Ngày nay, tốc độ bit có thể nằm trong dải nhiều MHz. Ví dụ, ở tốc độ bit 10 MHz, nhận được kết quả 20 bit (khoảng 1 M) sẽ mất 1/10 giây.
Một ví dụ khác là "theo dõi" A / D. Điều này chứa D / A và bộ so sánh so sánh kết quả D / A với đầu vào tương tự. Nếu kết quả so sánh thấp, giá trị D / A được tăng lên, nếu không nó sẽ bị giảm.
Một tên khác cho ADC một bit là bộ so sánh. Tôi có thể tưởng tượng ADC 1 bit có thể đủ cho một ứng dụng cần bật / tắt van, công tắc, báo động nếu tín hiệu vượt quá / dưới ngưỡng.
Một điểm khác biệt chưa được đề cập giữa thuật ngữ "ADC 1 bit" và "bộ so sánh" là ở nhiều nơi sử dụng bộ so sánh, mong muốn có độ trễ lớn hơn mức nhiễu cơ bản của hệ thống, nhưng trong các ứng dụng sử dụng ADC 1 bit, độ trễ như vậy là không mong muốn.
Khi xây dựng một bộ xử lý đa cấp hoặc ADC, thường rất khó để đảm bảo rằng mỗi bit sẽ có hiệu ứng chính xác lớn gấp đôi so với bộ thấp hơn tiếp theo. Nếu hiệu ứng của một bit lớn hơn hoặc nhỏ hơn mức này, sự khác biệt về điện áp được biểu thị giữa một mã kết thúc bằng ví dụ "0111" và mã cao hơn tiếp theo (kết thúc bằng 1000 ") sẽ không chính xác. Nếu ví dụ: 1mV thay đổi trên đầu vào đôi khi làm cho giá trị ADC được báo cáo thay đổi 2 và đôi khi làm cho nó thay đổi 6, điều này có thể khiến các hệ thống điều khiển dựa trên phản hồi vi sai phản ứng quá mức với một số thay đổi và phản ứng kém với các thay đổi khác.
Sử dụng ADC 1 bit cùng với một số thiết bị điện tử tương tự, có thể thiết kế mạch sao cho phần trăm thời gian tín hiệu cao sẽ phụ thuộc vào tỷ lệ giữa điện áp đầu vào và điện áp tham chiếu. Nếu người ta đo phần trăm thời gian tín hiệu cao, do đó người ta có thể suy ra điện áp đầu vào. Trong trường hợp không có độ trễ hoặc các hiệu ứng liên quan, phép đo này có thể rất chính xác. Tuy nhiên, độ trễ có thể gây ra sự phi tuyến tính có thể khó sửa.