第22批护航编队奔赴亚丁湾 数十名特战队员随行

百度 来源：江苏机关党建网

Analógovo-digitálny prevodník alebo analógovo-?íslicovy prevodník (skratky A/D, ADC z angl. analog-to-digital converter) je elektronické zariadenie na prevod analógového signálu na digitálny signál. Vykonáva opa?ny prevod ako digitálno-analógovy prevodník.

Vyu?itie

Prevod analógového signálu na digitálny je vyu?ívany pomerne ?asto, ke??e signály sa skoro vylu?ne analyzujú a spracovávajú ?íslicovo. Príkladom konkrétnych aplikácií analógovo-digitálneho prevodu sú elektronické diktafóny, mobilné telefóny, kamery s digitálnym záznamom, automatizované zbera?e dát v laboratóriách s následnym digitálnym vyhodnotením a archiváciou nameranych dát, ?i plynovy pedál v modernych automobiloch, ktory u? nie je spojeny lankom s klapkou na prívod vzduchu, ale uhol jeho stla?enia je merany potenciometrom, ?alej zdigitalizovany – s následnou vypo?ítanou akciou klapky prívodu vzduchu, ktorá je ovládaná motorovym aktorom.

Druhy be?ne pou?ívanych ADC

• integra?ny, s dvojnásobnou integráciou – pomaly ale presny, pou?ívany najm? v meracích prístrojoch
• s postupnou aproximáciou (kombinácia digitálno-analógového prevodníka, komparátora a príslu?nej logiky) – stred v cene, rychlosti aj presnosti
• flash (najrychlej?í, sústava komparátorov a nap??ovych referencií)

Teória Analógovo-digitálnych prevodníkov

Pri digitalizácii analógovej informácie existuje nespo?etné mno?stvo metód. V nasledujúcom texte sú zhrnuté najjednoduch?ie alebo naopak zlo?ité, ale osved?ené.

Integra?ná metóda

Prevodníky postavené na dvojstupňovej integrácii sú naj?astej?ie vyu?ívané v digitálnych meracích prístrojoch. D?vodom je ich presnos? a odolnos? vo?i starnutiu prvkov. Ich najchúlostivej?ou ?as?ou je integra?ny ?lánok, ktory sa v?ak dnes dá vyrobi? ve?mi presne.

Opis funkcie

• v dobe T1 je pripojené Vx, táto doba je kon?tantná a je daná ?asom zaplnenia ?íta?a, ?i?e na?ítanie 2ⁿ impulzov
• potom sa integrátor pripojí k Vref (má opa?nú polaritu ako Vx), nastáva pokles a táto doba kon?í, ke? vystupné nap?tie prechádza nulou a komparátor dá povel na ukon?enie prevodu
• doba T2 je mierou ve?kosti signálu Vx a meria sa po?tom impulzov, ktoré ?íta? na?íta v tejto dobe
• na za?iatku konverzie je spína? S1 krátko zopnuty a na vystupe integrátoru je nulové nap?tie, hne? ako sa otvorí na vystupe narastá nap?tie so strmos?ou $\left[{\frac {dV_{1}}{dt}}\right]_{behomT_{1}}={\frac {V_{x}}{RC}}$
• po na?ítaní 2ⁿ impulzov sa ?íta? nuluje, spína? S1 sa prepne na Vref a na vystupe integrátora bude nap?tie klesa? so strmos?ou $\left[{\frac {dV_{1}}{dt}}\right]_{behomT_{2}}=-{\frac {V_{ref}}{RC}}$
• pritom sa ?ítajú hodinové impulzy a? do nulového nap?tia na vystupe integrátora, ich po?et je dany vz?ahom

$M=|-V_{x}|{\frac {2^{n}}{V_{ref}}}$

Metóda vyu?itia medziprevodu nap?tia na frekvenciu

Prevodníky pracujúce na princípe prevodu U na f sa skladajú zo ?tyroch základnych ?astí:

• prevodník nap?tia na frekvenciu - jednoduchy nap?tím preladite?ny oscilátor, obvod s vyu?ívajúci integrátor
• generátor hodinového signálu
• kompara?né AND hradlo
• ?íta? frekvencie

Opis funkcie

• najprv sa prevedie nap?tie na frekvenciu
• potom sa signál s frekvenciou závislou na vstupnom nap?tí privedie na porovnávacie AND hradlo
• na druhy vyvod tohto hradla sa privedie hodinovy signál
• na vystupe sa objaví vysledok, ktory ?íta? navzorkuje a podá ?alej

Pozn.: Pri prevode U na f sa naj?astej?ie vyu?ívajú integrátory, preto by bolo mo?né zaradi? aj tento ADC medzi integra?né.

Aproxima?ná metóda

Aproxima?né prevodníky, v literatúre tie? ako kompenza?né alebo prevodníky s postupnou aproximáciou, sú v podstate sp?tnov?zbové systémy, ktoré autonómne generujú signál a ten následne porovnávajú so vstupnym. Pohybujú sa v binárnom strome, odkia? ?erpajú digitálne kombinácie potrebné kombinácie ako vzory pre generovanie analógového signálu.

Opis funkcie

• na za?iatku je register postupnych aproximácií vynulovany
• v prvom kroku je do neho zapísaná 1 ako najvy??í bit a ostatné sú nulové
• vygeneruje sa signál (zodpovedajúci 100 – 0) a ten sa porovná so vstupnym
• pod?a vysledku porovnania sa rozhodne o platnosti 1 alebo nahradení 0, ak je vstupny signál ni??ej úrovne
• tento proces pokra?uje pokia? sa nenavzorkuje dany po?et bitov
• vzorkovanie sa v podstate stáva pohybom po binárnom strome úrovne rovnej rozlí?eniu aproximácie

Pozn.: Pohyb po binárnom strome mo?ností je na nasledujúcom obrázku:

Pozn.: Vyhoda tohto prevodníka je jeho rychlos?, preto?e na navzorkovanie N bitov potrebuje N hodinovych impulzov, ?o je zna?né zní?enie po?tu vo?i integra?nému, ktory ich potreboval 2^N

Metóda zalo?ená na sledovaní vstupného signálu

Prevodníky zalo?ené na tejto technológii sú podobné aproxima?nym prevodníkom, ale nepou?ívajú zlo?itú pam??. Pam?? je nahradená vratnym ?íta?om.

Opis funkcie

• prevodník sa skladá z troch ?astí: komparátor, vratny ?íta?, n-bit D/A prevodník
• signál z D/A prevodníka a vstup sú privedené na vstup komparátora
• vystup komparátora je pripojeny na vratny ?íta?, ktory sa pod?a neho inkrementuje alebo dekrementuje
• jeho hodnota je vystupom a zároveň opravnym signálom, ktory vstupuje do D/A a následne do komparátora

Pozn.: Jeho rychlos? je zna?ne obmedzená neschopnos?ou vykona? náhle skoky, mnohym aplikáciám v?ak plne vyhovuje, kv?li vyhladenému a spojitému vystupu

Metóda paralelného vzorkovania

Prevodníky vyu?ívajúce túto metódu sú najrychlej?ími prevodníkmi, preto?e doká?u navzorkova? celé binárne slovo naraz. Ich funkcia je zalo?ená na rozlo?ení úrovne vstupného signálu na rezistorovom rade. Nap?tie je snímané na ka?dom spoji dvoch rezistorov. Z toho vyplyva aj jeho najv???ia nevyhoda, ?o je kon?truk?ná zlo?itos?. Na n-bitov toti? treba 2ⁿ-1 komparátorov a 2ⁿ rezistorov. Aj napriek tomu sa kv?li svojej rychlosti ?asto pou?ívajú. Pozn.: Nasledujúci obrázok je hrubá schéma jeho stavby:

Pozri aj

• Digitálno-analógovy prevodník.