= 256 {\displaystyle {8}=256}

Analog-to-digital converter[1][2][3] (АЦП, English Analog-to-digital converter, АЦП) — kirish analog signalini diskret kodga (raqamli signal) aylantiruvchi qurilma.
Teskari konvertatsiya raqamli-analog konvertor (ЦАП, ДАС) yordamida amalga oshiriladi.
Odatda, АЦП kuchlanishni ikkilik raqamli kodga aylantiradigan elektron qurilmadir. Shu bilan birga, raqamli chiqishga ega bo'lgan ba'zi elektron bo'lmagan qurilmalar ham АЦП sifatida tasniflanishi kerak, masalan, burchak kodi konvertorlarining ayrim turlari. Eng oddiy bir bitli ikkilik АЦП komparator hisoblanadi.
Razreshenie АЦП - minimalnoe izmenie veliny analogovo signal, kotoroe mot preovavannn$ V sluchae edinichno izmereniya bez uchyota sizv razreshenie napryamuyu opredelyaetsya razryadnostyu АЦП.
АЦП ning bit chuqurligi konvertor chiqishda ishlab chiqarishi mumkin bo'lgan diskret qiymatlar sonini tavsiflaydi. Ikkilik АЦП bitlarda o'lchanadi; uchlik AЦП tritlarda o'lchanadi. Masalan, ikkilik 8-bitli AЦП 256 ta diskret qiymatlarni (0…255) chiqarishga qodir, chunki
2 8 = 256 {\displaystyle 2^{8}=256}
, uchlik 8-bitli AЦП 6561 diskret qiymatlarni chiqarishga qodir, chunki
3 8 = 6561 {\displaystyle 3^{8}=6561}

Voltaj o'lchamlari maksimal va minimal chiqish kodiga mos keladigan kuchlanishlar orasidagi farqga teng, chiqish diskret qiymatlari soniga bo'linadi. Masalan:

1-misol
Kirish diapazoni = 0 dan 10 voltsgacha
Bit chuqurligi ikkilik ADC 12 bit: 212 = 4096 kvantlash darajalari
Ikkilik ADC kuchlanish o'lchamlari: (10-0)/4096 = 0,00244 volt = 2,44 mV
Bit chuqurligi uchlik ADC 12 trit: 312 = 531 441 kvantlash darajasi
Uchlik ADC ning kuchlanish o'lchamlari: (10-0)/531441 = 0,0188 mV = 18,8 mV
.

2-misol
Kirish diapazoni = -10 dan +10 voltsgacha

14 bitli ikkilik ADC: 214 = 16384 kvantlash darajalari
Ikkilik ADC kuchlanish o'lchamlari: (10-(-10))/16384 = 20/16384 = 0,00122 volt = 1,22 mV
Bit chuqurligi uchlik ADC 14 trit: 314 = 4,782,969 kvantlash darajalari
Uchlik ADC ning kuchlanish ruxsati: (10-(-10))/4782969 = 0,00418 mV = 4,18 mV
Amalda, ADC ning ruxsati kirish signalining signal-shovqin nisbati bilan cheklanadi. ADC kirishida yuqori shovqin intensivligi bilan kirish signalining qo'shni darajalarini ajratib bo'lmaydi, ya'ni ruxsati yomonlashadi. Bunday holda, amalda erishish mumkin bo'lgan ruxsat АЦП bit chuqurligidan kamroq bo'lgan bitlarning samarali soni (ENOB) bilan tavsiflanadi. Juda shovqinli signalni o'zgartirganda, chiqish kodining pastki bitlari deyarli foydasiz, chunki ular shovqinni o'z ichiga oladi. Belgilangan bit chuqurligiga erishish uchun kirish signalining signal-shovqin nisbati har bir bit kengligi uchun taxminan 6 dB bo'lishi kerak (6 dB signal darajasining ikki barobar o'zgarishiga to'g'ri keladi).
Konvertatsiya turlari[tahrirlash | kodni tahrirlash]
Amaldagi algoritmlar usuliga ko'ra ADClar quyidagilarga bo'linadi:
To'g'ridan-to'g'ri ketma-ket konvertatsiya qilish
ketma-ket yaqinlashish
Sigma-delta modulyatsiyasi bilan seriyali
Parallel bir bosqich
Parallel ikki va undan ko'p bosqichli (konveyer)
Birinchi ikki turdagi ADClar ularning tarkibida namuna va ushlab turish moslamasidan (SHA) majburiy foydalanishni nazarda tutadi. Ushbu qurilma konvertatsiya qilish uchun zarur bo'lgan vaqt uchun signalning analog qiymatini saqlash uchun ishlatiladi. Busiz, ADC seriyali konvertatsiya natijasi ishonchsiz bo'ladi. SHA ni o'z ichiga olgan va tashqi SHA ni talab qiluvchi integral ketma-ket yaqinlashuvchi ADClar ishlab chiqariladi.

Chiziqli АЦПlar[tahrirlash | kodni tahrirlash]

Aksariyat AЦПlar chiziqli hisoblanadi, garchi analogdan raqamliga o'tkazish mohiyatan chiziqli bo'lmagan jarayondir (chunki uzluksiz fazoni diskret fazoga aylantirish jarayoni chiziqli bo'lmagan operatsiyadir).
AЦП ga nisbatan chiziqli atamasi chiqish raqamli qiymatiga moslashtirilgan kirish qiymatlari diapazoni ushbu chiqish qiymatiga chiziqli bog'liqligini anglatadi, ya'ni chiqish qiymati k dan kirish qiymatlari diapazoni bilan erishiladi.
m(k+b)
oldin
m (k + 1 + b),
bu erda m va b ba'zi doimiylar. b doimiysi odatda 0 yoki -0,5 ga teng. Agar b = 0 bo'lsa, AЦП nolga teng bo'lmagan (o'rta ko'tarilish) bo'lgan kvantizator deb ataladi, lekin b = -0,5 bo'lsa, ADC kvantlash bosqichining markazida (o'rta bosqichda) nolga ega kvantizator deb ataladi. ).
Nochiziqli AЦПlar[tahrirlash | kodni tahrirlash]
Agar kirish signali amplitudasining ehtimollik zichligi bir xil taqsimlangan bo'lsa, u holda signal-shovqin nisbati (kvantlash shovqiniga qo'llaniladigan) mumkin bo'lgan eng yuqori bo'ladi. Shu sababli, amplituda kvantlashdan oldin signal odatda inersiyasiz konvertor orqali uzatiladi, uning uzatish funktsiyasi signalning o'zini taqsimlash funktsiyasini takrorlaydi. Bu signal uzatishning aniqligini yaxshilaydi, chunki signal amplitudasining eng muhim hududlari yaxshiroq piksellar bilan kvantlanadi. Shunga ko'ra, raqamli-analogga o'tkazish vaqtida signalni asl signalning tarqatish funktsiyasiga teskari bo'lgan funksiya bilan qayta ishlash kerak bo'ladi.
Bu magnitafonlarda va turli aloqa tizimlarida qo'llaniladigan kompanderlarda qo'llaniladigan bir xil printsip bo'lib, entropiyani maksimal darajada oshirishga qaratilgan. (Kompanderni kompressor bilan aralashtirib yubormang!)
Masalan, ovozli signal Laplas amplitudasi taqsimotiga ega. Bu shuni anglatadiki, amplitudaning nolga teng bo'lgan qo'shnisi kattaroq amplitudali hududlarga qaraganda ko'proq ma'lumot oladi. Shu sababli, logarifmik ADC ko'pincha ovozli uzatish tizimlarida past amplitudali mintaqada signal uzatish sifatini o'zgartirmasdan uzatiladigan qiymatlarning dinamik diapazonini oshirish uchun ishlatiladi.
8-bitli qonun yoki m-qonunli logarifmik ADClar eng muhim past amplituda diapazonida keng dinamik diapazon va yuqori ruxsatni ta'minlaydi; xuddi shunday uzatish sifatiga ega chiziqli ADC taxminan 12 bit kengligida bo'lishi kerak edi.
Xususiyatlari[tahrirlash | kodni tahrirlash]
ADC ning uzatish xarakteristikasi chiqish ikkilik kodining raqamli ekvivalentining kirish analog signalining qiymatiga bog'liqligidir. Chiziqli va chiziqli bo'lmagan ADClar haqida gapiring. Bu bo'linish shartli. Har ikkala uzatish xususiyati ham bosqichli. Ammo "chiziqli" ADClar uchun har doim shunday to'g'ri chiziq chizish mumkinki, uzatish xarakteristikasining barcha nuqtalari kirish qiymatlariga mos keladi.
d ⋅ 2k {\displaystyle \delta \cdot 2^{k}}
(qaerda
d {\displaystyle \delta}
- namuna olish bosqichi, k 0..N diapazonida yotadi, bu erda N - ADC bit chuqurligi), undan teng masofada edi.
Aniqlik[tahrirlash | kodni tahrirlash]
ADC xatosining bir nechta manbalari mavjud. Kvantlash xatolari va (ADC chiziqli bo'lishi kerak deb faraz qilinganda) chiziqli bo'lmaganlik har qanday analogdan raqamliga o'tkazishga xosdir. Bunga qo'shimcha ravishda, diafragma xatolari mavjud bo'lib, ular soat generatorining jitteri (inglizcha jitter) natijasidir, ular signalni bir butun sifatida (va faqat bitta namuna emas) o'zgartirganda paydo bo'ladi.
Ushbu xatolar МЗП (Least Significant Raqam) deb nomlangan birliklarda o'lchanadi. Yuqoridagi 8-bitli ikkilik ADC misolida 1 LSB xatosi signalning toʻliq diapazonining 1/256 qismini, yaʼni 0,4% ni, 5-tritli uchlik ADCda 1/243 ni tashkil qiladi. signalning to'liq diapazoni, ya'ni 0,412%, 8 tritlik uchlik ADCda, 1 MZRda xatolik 1/6561, ya'ni 0,015% ni tashkil qiladi.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Аналого-цифровой_преобразователь