Analógovo-digitálny prevodník: Rozdiel medzi revíziami

'''Analógovo-digitálny prevodník''' alebo '''analógovo- číslicový prevodník''' (ADC z anglického Analog-to-Digital Converter) je [[elektronické zariadenie]] na prevod [[analógový signál|analógového signálu]] na [[digitálny signál]]. Prevod analógového signálu na digitálny je využívaný pomerne často, keďže signály sa skoro výlučne analyzujú a spracovávajú číslicovo. Príkladom konkrétnych aplikácií analógovo-digitálneho prevodu sú elektronické [[diktafón]]y, [[mobilný telefón|mobilné telefóny]], kamery s digitálnym záznamom, automatizované zberače dát v laboratóriách s následným digitálnym vyhodnotením a [[archivácia|archiváciou]] nameraných dát, či plynový pedál v moderných automobiloch, ktorý už nie je spojený lankom s klapkou na prívod vzduchu, ale uhol jeho stlačenia je meraný potenciometrom, ďalej zdigitalizovaný - s následnou vypočítanou akciou klapky prívodu vzduchu, ktorá je ovládaná motorovým aktorom.

== Teória Analógovo-digitálnych prevodníkov ==

=== Integračná metóda ===

[[ObrázokSúbor:AD-int.jpg|350px]]<br />

* v dobe T1 ne pripojené Vx, táto doba je konštantná a je daná časom zaplnenia čítača, čiže načítanie 2ⁿ inpulzov

* potom sa integrátor pripojí k Vref(má opačnú polaritu ako Vx), nastáva pokles a táto doba končí, keď výstupné napätie prechádza nulou a komparátor dá povel na ukončenie prevodu

* doba T2 je merítkom veľkosti signálu Vx a meria sa počtom impulzov, ktoré čítač načíta v tejto dobe

* na začiatku konverzie je spínač S1 krátko zopnutý a na výstupe integrátoru je nulové napatie, akonáhle sa otvorí na výstupe narastá napätie so strmostou <math>\left[\frac{dV_1}{dt}\right]_{behom T_1}=\frac{V_x}{RC}</math>

* po načítaní 2ⁿ impulzov sa čítač nuluje, spína%c S1 sa prepne na Vref a na výstupe integrátora bude napätie klesať so strmosťou <math>\left[\frac{dV_1}{dt}\right]_{behom T_2}=-\frac{V_{ref}}{RC}</math>

* pritom sa čítajú hodinové impulzy až do nulového napätia na výstupe integrátora, ich počet je daný vzťahom

=== Metóda využitia medziprevodu napätia na frekvenciu ===

* [[prevodník napätia na frekvenciu]]......jednoduchý napätím preladiteľný oscilátor, obvod s využívajúci integrátor

* generátor hodinového signál

* komparačné AND hradlo

* čítač frekvencie

[[ObrázokSúbor:AD-f.jpg|350px]]<br />

* najprv sa prevedie napätie na frekvenciu

* potom sa signál s frekvenciou závislou na vstupnom napätí privedie na porovnávacie AND hradlo

* na druhý vývod tohto hradla sa privedie hodinový signál

* na výstupe sa objaví výsledok, ktorý čítač navzorkuje a podá dalej

Pozn. pri prevode U na f sa najčastejšie využívajú integrátory, preto by bolo možné zaradiť aj tento ADC medzi integračné;

=== Aproximačná metóda ===

Aproximačné prevodníky,v literatúre tiež ako kompenzačné alebo prevodníky s postupnou aproximáciou, sú vpodstate spätnoväzbové systémy, ktoré autonómne generujú signál a ten následne porovnávajú so vstupným. Pohybujú sa v binárnom strome, odkiaľ čerpajú digitálne kombinácie potrebné kombinácie ako vzory pre generovanie analógového signálu.

<br />[[ObrázokSúbor:AD-aprox.jpg|350px]]<br />

* na začiatku je register postupných aproximácií vynulovaný

* v prvom kroku je do neho zapísaná 1 ako najvyšší bit a ostatné sú nulové

* vygeneruje sa signál(zodpovedajúci 100...0) a ten sa porovná so vstupným

* podľa výsledku porovnania sa rozhodne o platnosti 1 alebo nahradení 0, ak je vstupný signál nižšej úrovne

* tento proces pokračuje pokiaľ sa nenavzorkuje daný počet bitov

* vzorkovanie sa vpodstate stáva pohybom po binárnom strome úrovne rovnej rozlíšeniu aproximácie

<br />[[ObrázokSúbor:AD-astrom.jpg|350px]]<br />

Pozn. výhoda tohto prevodníku je jeho rýchlosť, pretože na navzorkovanie N bitov potrebuje N hodinových inpulzov, čo je značné zníženie počtu voči integračnému, ktorý ich potreboval 2^N;

=== Metóda založená na sledovaní vstupného signálu ===

* prevodník sa skladá z troch častí: komparátor, vratný čítač, n-bit DA prevodník

* signál z DA prevodníka a vstup sú privedené na vstup komparátora

* výstup komparátora je pripojený na vratný čítač, ktorý sa podľa neho inkrementuje alebo dekrementuje

* jeho hodnota je výstupom a zároveň opravným signálom, ktorý vstupuje do DA a následne do komparátora

=== Metóda paralelného vzorkovania ===

<br />[[ObrázokSúbor:AD-par.jpg|350px]]<br />

=== Externé odkazy ===

[[Kategória: Technika]]

[[ar:محولمبدل تماثلي رقمي]]