Muhandislik

2-bitli analog-raqamli konvertor sxemasi

20-rasim. 2-bitli analog-raqamli konvertor sxemasi

Bu bizga analog kiritishning barcha mumkin bo'lgan to'rtta qiymati uchun 2 bitli chiqish kodini beradi.

Bu yerda: “X” “farq emas”, ya’ni mantiqiy “0” yoki mantiqiy “1” shart.

Xo'sh, bu analog-raqamli konvertor qanday ishlaydi. A/D konvertorlari foydali bo'lishi uchun u analog kirish signalining mazmunli raqamli tasvirini yaratishi kerak. Ushbu oddiy 2-bitli ADC misolida biz soddalik uchun V _IN kirish kuchlanishi 0 dan 4 voltgacha ekanligini taxmin qildik, shuning uchun V _REF va rezistorli kuchlanish bo'luvchi tarmoqni har bir rezistorda 1 volt tushiradigan qilib o'rnatdik.
V _IN 0 va 1 volt oralig'ida bo'lsa, (<1V) uchta komparatordagi kirish mos yozuvlar kuchlanishidan kamroq bo'ladi, shuning uchun ularning chiqishlari LOW bo'ladi va kodlovchi Q ₀ pinlarida ikkilik nol (00) holatini chiqaradi. va Q ₁ . V _IN kuchayganda va 1 voltdan oshsa, lekin 2 voltdan kam bo'lsa, 1 voltga o'rnatilgan mos yozuvlar kuchlanishiga ega bo'lgan (1VIN <2V) komparator U1 bu kuchlanish farqini aniqlaydi va yuqorichiqish hosil qiladi. 4-dan 2-bitli kodlash sifatida ishlatiladigan ustuvor kodlovchi D ₁ da kirishning o'zgarishini aniqlaydi va "1" (01) ikkilik chiqishini ishlab chiqaradi.
E'tibor bering, TTL 74LS148 kabi Priority Encoder har bir alohida kirish uchun ustuvorlik darajasini ajratadi. Prioritet enkoderlarning chiqishi eng yuqori ustuvorlikka ega bo'lgan joriy faol kirishga mos keladi. Shunday qilib, yuqoriroq ustuvorlikka ega (D ₀ ga nisbatan D ₁ ) kirish mavjud bo'lganda, pastroq ustuvorlikka ega bo'lgan barcha boshqa kirishlar e'tiborga olinmaydi. Shunday qilib, agar bir vaqtning o'zida "1" mantiqiy darajasida ikkita yoki undan ko'p kirish mavjud bo'lsa, D ₀ va D ₁ dagi haqiqiy chiqish kodi faqat eng yuqori belgilangan ustuvorlikka ega kirishga mos keladi.
Shunday qilib, endi V _IN 2 voltdan oshganda, keyingi mos yozuvlar kuchlanish darajasi, komparator U2 o'zgarishni aniqlaydi va yuqori chiqishni ishlab chiqaradi. Ammo D _{2 kirishi D 0} yoki D ₁ kirishlariga qaraganda ustunlikka ega bo'lganligi sababli , ustuvor kodlovchi ikkilik "2" (10) kodini chiqaradi va shunga o'xshash V _IN 3 voltdan oshib ketganda ikkilik kod chiqishi "3" ( 11). Shubhasiz, V _IN har bir mos yozuvlar kuchlanish darajasini pasaytirganda yoki o'rtasida o'zgarganda, har bir komparator enkoderga yuqori yoki past holatini chiqaradi, bu esa V _IN ga nisbatan 00 dan 11 gacha bo'lgan 2 bitli ikkilik kodni ishlab chiqaradi
Bularning barchasi yaxshi, lekin ustuvor enkoderlar 4-dan 2-bitli qurilmalar sifatida mavjud emas va agar biz TTL 74LS148 yoki uning CMOS 4532 ekvivalenti kabi tijoratda mavjud boʻlganidan foydalansak, u holda oltita ikkilik bitlardan foydalanilmaydi. Ammo oddiy kodlovchi sxemasi ko'rsatilgandek raqamli Ex-OR eshiklari va signal diodlari matritsasi yordamida amalga oshirilishi mumkin.
Diyotlardan foydalangan holda 2 bitli ADC

21-rasim. Comparatos
Bu erda komparatorlarning chiqishlari diodlarga berilishidan oldin Exclusive-OR shlyuzlari yordamida kodlangan. Past holatini ta'minlash va diodlar teskari yo'nalishda bo'lganda chiqishlarning suzishini to'xtatish uchun ularning chiqishlarida va tuproqda (0V) ikkita tashqi tortib olinadigan qarshilik ishlatiladi.
_{Oldingi sxemada bo'lgani kabi, V IN} qiymatiga qarab, qaysi komparator bir yoki boshqa kirish yuqori bo'lsa, lekin ikkalasi ham emas, yuqori chiqish signalini eksklyuziv yoki shlyuzlarga yuqori (yoki LOW) chiqish signalini ishlab chiqarishini aniqlaydi, (Mantiqiy ifoda Q = A .B + A. B ). Ushbu Ex-OR eshiklari kombinatsiyalangan mantiqiy eshiklari yordamida ham tuzilishi mumkin.4-dan 2-gachasi konvertorning ikkala dizayni bilan bog'liq muammo shundaki, bu oddiy 2-bitli A/D konvertorning o'lchamlari 1 voltni tashkil qiladi, chunki biz ko'rib turganimizdek, V _IN da analog kirish kuchlanishi bir to'liq voltga o'zgarishi kerak. enkoderga chiqish kodini o'zgartirishni buyuring. Chiqish ruxsatini yaxshilashning bir usuli - uni ko'proq taqqoslashlar yordamida 3-bitli A/D konvertoriga oshirish.