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.