Учебники

Конвертеры данных

Все величины реального мира имеют аналоговый характер. Мы можем представить эти величины электрически в виде аналоговых сигналов. Аналоговый сигнал является изменяющимся во времени сигналом, который имеет любое количество значений (вариаций) для данного временного интервала.

В отличие от этого, цифровой сигнал внезапно изменяется от одного уровня к другому и будет иметь только конечное число значений (вариаций) для данного временного интервала.

В этой главе рассматриваются типы преобразователей данных и их спецификации.

Типы преобразователей данных

Электронные схемы, которые могут работать с аналоговыми сигналами, называются аналоговыми схемами. Аналогично, электронные схемы, которые могут работать с цифровыми сигналами, называются цифровыми схемами. Конвертер данных – это электронная схема, которая преобразует данные одной формы в другую.

Есть два типа преобразователей данных

  • Аналого-цифровой преобразователь
  • Цифро-аналоговый преобразователь

Если мы хотим соединить выход аналоговой схемы как вход цифровой цепи, то мы должны поместить схему сопряжения между ними. Эта схема сопряжения, которая преобразует аналоговый сигнал в цифровой сигнал, называется аналого-цифровым преобразователем .

Точно так же, если мы хотим соединить выход цифровой схемы как вход аналоговой схемы, то мы должны поместить схему сопряжения между ними. Эта схема сопряжения, которая преобразует цифровой сигнал в аналоговый сигнал, называется цифроаналоговым преобразователем .

Обратите внимание, что для некоторых аналого-цифровых преобразователей может потребоваться цифроаналоговый преобразователь в качестве внутреннего блока для их работы.

Характеристики

Ниже приведены спецификации , связанные с преобразованием данных.

  • разрешение
  • Время конверсии

разрешение

Разрешающая способность – это минимальная величина изменения, необходимая для напряжения аналогового входа, чтобы оно было представлено в двоичном (цифровом) выходе. Это зависит от количества бит, которые используются в цифровом выходе.

Математически разрешение может быть представлено как

$$ Разрешение = \ гидроразрыва {1} {2 ^ {N}} $$

где «N» – количество битов, присутствующих в цифровом выходе.

Из приведенной выше формулы видно, что существует обратная зависимость между разрешением и количеством битов. Следовательно, разрешение уменьшается с увеличением количества битов и наоборот.

Разрешение также может быть определено как отношение максимального аналогового входного напряжения, которое может быть представлено в двоичном и эквивалентном двоичном числе.

Математически разрешение может быть представлено как

$$ Разрешение = \ гидроразрыва {V_ {FS}} {2 ^ {N} -1} $$

где,

$ V_ {FS} $ – входное напряжение полной шкалы или максимальное аналоговое входное напряжение,

«N» – это количество битов, которые присутствуют на цифровом выходе.

Время конверсии

Время, необходимое преобразователю данных для преобразования данных (информации) одной формы в эквивалентные данные в другой форме, называется временем преобразования . Поскольку у нас есть два типа преобразователей данных, существует два типа времени преобразования следующим образом

  • Время аналого-цифрового преобразования
  • Время цифро-аналогового преобразования

Время, необходимое аналого-цифровому преобразователю (АЦП) для преобразования аналогового входного напряжения в его эквивалентный двоичный (цифровой) выход, называется временем аналого-цифрового преобразования . Это зависит от количества бит, которые используются в цифровом выходе.

Время, необходимое для цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) для преобразования двоичного (цифрового) входа в его эквивалентное аналоговое выходное напряжение, называется временем цифро-аналогового преобразования . Это зависит от количества бит, которые присутствуют на двоичном (цифровом) входе.