Review Cách chuyển đổi ADC Chi tiết

Thủ Thuật Hướng dẫn Cách quy đổi ADC 2022

Pro đang tìm kiếm từ khóa Cách quy đổi ADC được Update vào lúc : 2022-02-22 09:13:23 . Với phương châm chia sẻ Thủ Thuật về trong nội dung bài viết một cách Chi Tiết 2022. Nếu sau khi Read nội dung bài viết vẫn ko hiểu thì hoàn toàn có thể lại Comments ở cuối bài để Tác giả lý giải và hướng dẫn lại nha.

Các phương pháp quy đổi ADC và DAC.doc

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản khá đầy đủ của tài liệu tại đây (310.45 KB, 37 trang )

Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật viên cntt
Lời nói đầu
Ngày nay, với việc tăng trưởng mạnh mẽ và tự tin của khoa học kỹ thuật. Đặc biệt,
trong nghành nghề công nghệ tiên tiến và phát triển thông tin đã tạo lên một động lực thúc đẩy và phát
triển những ngành công nghiệp khác nhằm mục đích phục vụ và phục vụ đợc nhu yếu của
con ngời trong môi trường tự nhiên vạn vật thiên nhiên sống đời thường. Con ngời với việc trợ giúp của máy móc, những
công cụ thông minh đang không phải trực tiếp thao tác, hay những việc làm
mà con ngời không thể làm đợc với kĩ năng của tớ mà chỉ việc điều
khiển chúng hay chúng thao tác hoàn toàn tự động hóa đã mang lại những quyền lợi
rất là to lớn, giảm nhẹ và tối u hoá việc làm.Với sự tiến bộ này đã phục vụ
đợc những nhu yếu của con ngời trong môi trường tự nhiên vạn vật thiên nhiên sống đời thường tân tiến nói chung và trong
sự tăng trưởng hơn thế nữa của những ứng dụng trong việc nghiên cứu và phân tích, tăng trưởng
của khoa học kỹ thuật của những nhà khoa học nói riêng
Đối với những học viên công nghệ tiên tiến và phát triển phần cứng toàn bộ chúng ta thì việc nghiên cứu và phân tích,
tìm hiểu và thực nghiệm khảo sát những đặc tính của cục quy đổi tín hiệu t-
ơng tự thành tín hiệu số (ADC) và ngợc lại (DAC) có ý nghĩa thực tiễn rất là
quan trọng. Nó không những trang bị cho toàn bộ chúng ta những kiến thức và kỹ năng sâu rộng,
tân tiến mà còn tạo cho toàn bộ chúng ta những kỹ năng thao tác cũng nh những
kinh nghiệm tay nghề quý giá trong nghành nghề công nghệ tiên tiến và phát triển thông tin để theo kịp với việc
tăng trưởng của khoa học kỹ thuật ngày này khi tốt nghiệp ra tròng
Trong suốt thời hạn qua, với những kiến thức và kỹ năng đợc học ở trờng cùng với việc
giúp sức của th.s.Hà Mạnh Đào và những thầy cô trong TT, chúng em đi
sâu việc nghiên cứu và phân tích, tìm hiểu và thực nghiệm khảo sát những đặc tính của cục
quy đổi tín hiệu tơng tự thành tín hiệu số (ADC) và ngợc lại (DAC). Tuy
đề tài không phải là mới nhng hiểu đợc nó và ứng dụng nó có ý nghĩa rất là
thiết thực. Nó đó đó là cơ sở để thiết kế những khối mạng lưới hệ thống tự động hóa hoá đơn
giản, cũng nh là những khối mạng lưới hệ thống phức tạp đợc ứng dụng rộng tự do trong khoa
học và đời sống
Do kiến thúc còn hạn chế, cộng với thời hạn tích luỹ cha nhiều nên map
án này sẽ không còn tránh khỏi thiếu sót và còn nhiều yếu tố cha đề cập đến hoặc
có nhng cha đi sâu, chúng em rất mong nhận đợc sự góp ý của những thầy cô và

những bạn trong chuyên ngành phần cứng nói riêng và trong toàn TT đào
tạo công nghệ tiên tiến và phát triển cao bách khoa nói chung
Chúng em xin chân thành cám ơn th.s.Hà Mạnh Đào cùng những thầy cô
trong TT đào tạo và giảng dạy công nghệ tiên tiến và phát triển cao bách khoa đã tận tình hớng dẫn và tạo
nhiều Đk tốt trong quy trình học tập cũng nh trong quy trình hoàn
thành map án này

Phần mở đầu
Đề tài: những phơng pháp quy đổi ADC và DAC thực nghiệm
1
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật viên cntt
Cùng với việc tiến bộ của khoa học và công nghệ tiên tiến và phát triển, những thiết bị điện tử
đang và sẽ tiếp tục đợc ứng dụng ngày càng rộng tự do và mang lại hiệu qủa
cao trong hầu hết những nghành kinh tế tài chính, kỹ thuật cũng nh trong đời sống xã
hội.Tiếp nhận những thành tựu của khoa học- kỹ thuật đó, ngày này việc gia
công, truyền đạt và xử lý tín hiệu trong những thiết bị điện tử từ đơn thuần và giản dị đến
tân tiến đều nhờ vào cơ sở nguyên tắc số , vì những thiết bị thao tác trên cơ
sở nguyên tắc số có những u điểm hơn nhiều cá thiết bị thao tác trên cơ sở
nguyên tắc tơng tự, nhất là trong kỹ thuật tính toán, kỹ thuật đo lờng và
điều khiển và tinh chỉnh và đặc biệt quan trọng hơn với việc giúp sức của máy tính đợc ứng dụng rộng
rãi ngày này.Với sự Ra đời những khối mạng lưới hệ thống số đã cải tổ , tối u những nhợc
điểm mà kỹ thuật tơng tự không phục vụ đợc ví dụ điển hình nh sai số, vận tốc, tần
số thao tác, tổn hao .v.v… Tuy nhiên, tín hiệu tự nhiên gồm có những đại lợng
vật lý, hoá học, sinh học… là những đại lợng biến thiên theo thời hạn hay nói
cách khác nó là những đại lợng tơng tự, để phối ghép với nguồn tín hiệu tơng tự
với nguồn xử lý số, nghĩa là để xử lý tín hiệu thông qua một khối mạng lưới hệ thống số ta
phải có những mạch quy đổi tín hiệu từ dạng tơng tự sang dạng số ADC
(The Analog to Digital Convertor), tín hiệu sau khi đã đợc quy đổi đợc
xử lý qua một khối mạng lưới hệ thống xử lý tín hiệu số và đợc trả lại dạng tín hiệu ban đầu,
đó là tín hiệu tơng tự thông qua mạch quy đổi tín hiệu số-tơng tự DAC

(The Digital to Analog Convertor ). Ngày nay, cùng với việc bùng nổ của công
nghệ thông tin, máy tính đóng vai trò rất là to lớn và xâm nhập ngày càng
sâu vào đời sống kinh tế tài chính, xã hội và đặc biệt quan trọng góp thêm phần vào việc nghin cứu phát
triển những ngành khoa học mới, đơn cử nh những khối mạng lưới hệ thống tự động hóa hoá đo
lờng và điều khiển và tinh chỉnh bằng máy tính mà ta sẽ đè cập dới đây. Để mở rộng tầm
ứng dụng, cũng nh kĩ năng can thiệp sâu của kỹ thuật máy tính vào những lĩnh
vực rất khác nhau. Chúng ta phải có quan hệ ngặt nghèo giữa chúng, nghĩa là
kĩ năng link máy tính cũng nh việc link máy tính với thiết bị ngoại vi,
tuỳ theo yêu cầu và nhiẹm vụ rõ ràng cũng nh vật t thiết bị có trong tay mà
việc thiết kế một khối mạng lưới hệ thống ghép nối máy tính rất khác nhau với nhiều mục tiêu
rất khác nhau. Đặc biệt đợc ứng dụng rộng tự do trong đo lờng và điều khiển và tinh chỉnh tự
động. Tuy nhiên, để sở hữu đợc điều này nên phải có sự phối ghép giữa hai nguồn
tín hiệu đó là nguồn tín hiệu tơng tự và nguồn tín hiệu số. Việc này rất là
quan trọng và không thể thiếu đợc trong khối mạng lưới hệ thống xử lý số, không những thế
việc nghiên cứu và phân tích tìm hiểu nó cho ta biết đợc kĩ năng thao tác, đọ đúng chuẩn
của khối mạng lưới hệ thống cũng nh độ tin cậy của khối mạng lưới hệ thống
Phần 1
Tổng quan về kỹ thuật quy đổi tín hiệu ứng dụng
trong đo lờng và điều khiển và tinh chỉnh bằng máy tính
Đề tài: những phơng pháp quy đổi ADC và DAC thực nghiệm
2
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật viên cntt
Chơng 1
Chuyển đổi tơng tự số ADC
(The Analog to Digital Convertor)
1 .Nguyên lý cơ bản của quy đổi tơng tự số (ADC basic principles)

Tín hiệu tơng tự là tín hiệunbiến thiên liên tục theo thời hạn, tín hiệu số
mã hoá là rời rac theo thơi gian. Để chuỷên đổi tín hiệu tơng tự sang dạng tín
hiệu số yên cầu phải lợng tử hoá biên độ và rời rạc hoá trục thời hạn tín hiệu

số liên tục. Để có đợc điều này, nên phải lấy mẫu tín hiệu tơng tự tại những
khoảng chừng thời hạn nh nhau tiếp theo đó quy đổi những giá trị mẫu thành số. Nh
vậy, nguyên tắc chung của yếu tố quy đổi là:
– lấy mẫu
– nhớ mẫu
– lợng tử hoá
– mã hoá

1.1. Lấy mẫu tín hiệu (Singnal sample)

Việc lấy mâũ tín hiệu tơng tự tại những khoảng chừng thời hạn sao cho tín hiệu
số đợc mã hoá hoàn toàn có thể Phục hồi lại tín hiệu cũ một cách trung thực, ít ảnh h-
ởng của nhiễu và sai số do quy trình lấy mẫu. Theo định lý lấy mẫu của
Kacchenikop hay định lý lấy mẫu của Sharnon thì để Phục hồi lại tín hiệu
cũ có độ trung thực tối thiểu thì tần số của tín hiệu lấy mẫu phải có độ lớn tối
thiểu bằng hai lần tần số lớn số 1 của phổ tín hiệu tơng tự:
maxs
2.FF

(1).
Với:
max
F
là tần số max của dải phổ tín hiệu tơng tự cần quy đổi

s
F
là tần số lấy mẫu

Nếu:

maxs
2.FF
=
thì ta gọi tần số lấy mẫu này là tàn số Nyguist.

Chu kỳ Nyguist:
a
2.F
1
F
1
Nyguist
T
==
(2).

Đề tài: những phơng pháp quy đổi ADC và DAC thực nghiệm
3
0
t
U,i
0
t
U,i
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật viên cntt

Hình 1. Tín hiệu tơng tự và tín hiệu sau khi lợng tử và rời rạc hoá

Nh vậy, một tín hiệu tơng tự có hàm tin x(t) nào đó xác lập trong mức chừng

(
T
o
t,
o
t +
) hoàn toàn hoàn toàn có thể Phục hồi từ bộ sưu tập rời rạc của nó x(k.
t

)
theo công thức:
X (t) =

1n
.x(k.
t

).
)(
)(sin
tkt
c
tkt

(3).
Với

c

: tần số cao nhất trong phổ x(t)

t
: bớc rời rạc hoá hay tần số lấy mẫu:
c
f
c
t
2
1
==

(4).
(tần số lấy mẫu lớn gấp hai lần tần số cao nhất của x(t) )
Nh vậy số mẫu cần lấy là:
t

=
(5).
Gỉa sử coi nh bề rộng phổ của âm thanh chất lợng cao có tần số là :
Z
KHF 20=
.Nh vậy, tần số lấy mẫu tín hiệu theo định lý trên :
s
a
F
sny

à
5.2
5
10.5.2
20000.2
1
.2
1
=

===
1. 2. Lợng tử hoá và mã hoá tín hiệu (signal Coding and
Quantization).
Sau khi tính toán xác lập tần số lấy mẫu của tín hiệu bằngđịnh lý lấy
mẫu ta đợc dãy những giá trị rời rạc.Thực hiện việc lợng tử hoá biên độ của tín
hiệu tơng tự, là biến dãy những giá trị rời rạc bất kỳ đó thành dãy những giá trị
nguyên x(k) bằng phương pháp rất là đơn thuần và giản dị là quy trò những giá trị đó. Tuy nhiên,
phải xác lập đợc mức quy tròn
x
(giá trị này gọi là mức lợng tử hoá), điều
này sẽ gây nên ra sai số lợng tử hoá , tất yếu ta hoàn toàn có thể hạn chế sai số này một
Đề tài: những phơng pháp quy đổi ADC và DAC thực nghiệm
4
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật viên cntt
cách tối thiểu là tăng tần số lấy mẫu. Số mẫu càng lớn thì sai số càng nhỏ,
điều này thể hiện qua số bit đầu ra củ bộ quy đổi, ngời ta nhờ vào tham số
này để xem nhận chất lọng quy đổi cũng nh độ trung thực của tín hiệu khôi
phục.
Công thức lợng tử hoá:
}

{
5.0).(.)( += tkxkx
(5).
Với: E là phần nguyên.
VD: Ta có những giá trị rời rạc sau khi lấy mẫu tín hiệu nh sau:
Giá trị rời rạc sau khi lấy mẫu
X(k. t)
Giá trị sau khi quy tròn
11.7 12
10.3 10
13.8 14
18.2 18
22.6 23
24.9 25
14.1 14
Bảng 1. Gía trị rời rạc sau khi lấy mẫu và sau khi quy tròn

Sau khi thực thi xong việc lợng tử hoá từ những tín hiệu rời rạc, ta thực thi
việc mã hoá tín hiệu số. Trớc hết, để tiến hành mã hoá tín hiệu theo mã nhị
phân thì nên phải xem tín hiệu cần số từ mã tối thiểu là bao nhiêu, để sở hữu dợc
điều này thì phải nhờ vào giá trị lớn số 1 của mẫu.
Với số lượng thập phân, nếu sử dụng 4 số lượng hập phân để viết 1 số lượng thập
phân thì phải thoả mãn Đk:
3
10
< số thập phân <
4
10

Tơng tự với số nhị phân:

n
kx
n
2|)(|max
1
2 <<

(6).

Nh vậy, số bit thiết yếu để thoã mã hoá là n bit.

Chẳng hạn:
5
225|)(|max2 <=< kx
n

Số bit trong mọi từ mã là 5 bit.

Vậy ta có công thức để xác lập số bit là:

2
2
n.log|x(k)|max
2
log2
2

1)log(n
<<

Đề tài: những phơng pháp quy đổi ADC và DAC thực nghiệm
5
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật viên cntt

suy ra:
1)|x(k)|max
2
E.(logn +=
. (7).
Ngoài ra, nếu số lượng màn biểu diễn là những số lượng đại số thì còn tồn tại cả số âmvà
số dơng cho nên vì thế trong từ mã còn tồn tại thêm một bit nữa là bit dấu để phân biệt
số âm và số dơng .
Trên cơ sở đó ta thực thi mã hoá những giá trị trên :
x(0.

t) = (12)
10
= 01100
x(1.

t) = (10)
10
= 01010
x(2.

t) = (14)
10

= 01110
x(3.

t) = (18)
10
= 10010
x(4.

t) = (23)
10
= 10111
x(5.

t) = (25)
10
= 11001
x(6.

t) = (14)
10
= 01110
Để nhìn nhận chất lợng quy đổi nghĩa là độ trung thực của tín hiệu khôi
phục ngời ta xác lập sai số lợng tử cực lớn:
– Sai số lợng tử cực lớn:
2/x
– Sai sốlợng tử càng nhỏthì độ trung thực của tín hiệu sau khi Phục hồi
càng cao
Nh vậy, sau khi tín hiệu tơng tự đợc lấy mẫu (rời rạc hoá thời hạn) và mã
hoá (lợng tử hoá về biên độ) nó chuyển thành tín hiệu số này là những giá trị rời
rạc đó. Cách màn biểu diễn theo hệ thập phân thờng dùng để thông tư số đo, còn tr-

ờng hợp mạch biến hóa AD là những thiết bị số thì thờng dùng hệ cơ số 2 (mã
nhị phân) để màn biểu diễn tín hiệu số. Gỉa sử gọi tín hiệu tơng tự là
)(US
A
A
, tín
hiệu số là
)
DD
(US
,
D
S
đợc màn biểu diễn dới dạng mã nhị phân nh sau:
0
.2
0
b…
2n
2
2n
b
1n
.2
1n
b
D
S ++

+

=
(8).
Trong số đó, những thông số
0=k
b
hoặc bằng 1 (với k=0 đến k=n-1) và đợc gọi là
bit (binary digit). Trong số đó, bit có trọng lợng lớn số 1 ở bên trái và bit có
trọng lợng nhỏ nhất ở bên phải.ở đây
0
b
là bit có trọng lợng nhỏ nhất.
Nh vậy, với một mạch biến hóa có N bit nghĩa là có N số hạng trong dãy mã
nhị phân thì mỗi nấc trên hình chiếm một giá trị:
1
N
2
Am
U
Ux
LSB

==
(9).
Trong số đó:
–
Am
U

là giá trị cực lớn được cho phép của diện áp tơng tự nguồn vào ADC
–
x
là mức điện tử

2.những tham số cơ bản đặc trng cho quy đổi tơng tự số

Đề tài: những phơng pháp quy đổi ADC và DAC thực nghiệm
6
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật viên cntt
+ Dải biến hóa của điện áp tơng tựu nguồn vào: Là khoảng chừng điện áp mà bộ
quy đổi AD hoàn toàn có thể thực thi quy đổi đợc. Khoảng điện áp đó hoàn toàn có thể
lấy những giá trị số từ 0 đến một số trong những dơng hoặc âm nào đó. Số những số hạng của
mã số của đầu ra (số bit trong mã nhị phân) tơng ứng với dải biến hóa của
điện áp vào cho biết thêm thêm mức đúng chuẩn của phép quy đổi.
Ví dụ: Một ADC có số bit ở đầu ra N=12, nghĩa là một từ mã có 12 số lượng
nhị phân thì ADC hoàn toàn có thể phân biệt đuợc
12
2
=4096 mức điện áp trong dải
biến hóa điện áp vào của nó. Độ phân biệt của một ADC đợc ký hiệu là Q. (đợc
xác lập theo công thức (4) ở trên). Nh vạy, ta hoàn toàn có thể ngầm hiểu số bit N để
đặc trng cho độ đúng chuẩn. Tuy nhiên, ngoài số bit đặc trng cho độ đúng chuẩn
của cục quy đổi trong thực tiễn liên quan đến độ đúng chuẩn của ADC còn tồn tại
những tham số khác nh: Sai số lệch 0, sai số đơn điệu, sai số khuyếch đại
Hình 2. đặc tyuến lý tởng và thực của cục quy đổi ADC

Nh vậy, so sánh hai đờng đặt tuyến truyền đạt lý tởng của ADC là một đ-
ờng bậc thang đều và có độ dốc trung bình bằng 1. Đờng đặc tuyến thực có
sai số lệch không và là một hình bậc thang không đều do ảnh hởng của sai

số khuyếch đại, của méo phi tuyến và sai số đơn điệu. Trong số đó, sai số
khuyếch đại là sai số giữa độ dốc trung bình của đờng đặc tuyến thực với độ
dốc trung bình của đờng đặc tuyến lý tởng. Sai số phi tuyến đợc đặc trng bởi
sự thay đổi đọ dốc đờng trung bình của đạc tuyến thực trong dải biến hóa của
điện áp vào. Sai số này làm cho đặc tuyếnchuyển đổi có dạng hình bậc thang
không đều. Cuối cùng, sai số đơn điệu thực ra cũng do tính phi tuyến của
đờng đặc tính biến hóa gây ra.

3.Cấu tạo, sơ đồ khối và nguyên tắc thao tác của ADC
Đề tài: những phơng pháp quy đổi ADC và DAC thực nghiệm
7
Lý tưởng
Thực
Méo phi tuyến
Sai số khuếch đại
Sai số đơn điệu
Sai số lệch không
000
001
010
011
100
101
110
111
U
A
U
A
U

A
U
A
U
M
D
U
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật viên cntt
(ADC Composition, Diagram and Working Principle)
3.1 cấu trúc, sơ đố khối (Diagram and Composition)

hình 3.sơ đồ khối minh hoạ nguyên tắc thao tác của ADC

Nh vậy, một bộ quy đổi gồm có có: Mạch lấy mẫu tín hiệu, mạch l-
ợng tử hoá tín hiệu và mạch mã hoá tín hiệu.
3.2. Nguyên tắc thao tác của ADC (ADC Working Principle)

Trớc hết, mạch láy mẫu tín hiệu tơng tự tại những thời gian rất khác nhau đều và
cách đều nhau (rời rạc hoá tín hiệu về mặt thòi gian), giữ cho biên độ điện áp
tại những thời gian lấy mẫu không đổi trong quy trình quy đổi tiếp theo. Tín
hiệu ra mạch lấy mẫu đợc đa tới mạch lợng tử hoá để thực thi làm tròn với
biên độ đúng chuẩn:
2
x

. Sau mạch lợng tử hoá là mạch mã hoá. Trong mạch
mã hoá, kết quả lợng tử hoá đợc sắp xếp lại theo một quy luật nhất định phụ
thuộc vào loại mã yêu cẩutên đầu ra của cục quy đổi.
4. phân loại quy đổi tơng tự-số ADC .

Có nhiều cách thức phân loại quy đổi tơng tự-số ADC , tuy nhiên hầu hết
phân loại theo quy trình quy đổi về mặt thời hạn Theo phong cách phân loại này
có 4 phơng pháp biến hóa AD nh sau:
a.Phơng pháp quy đổi tuy nhiên tuy nhiên: Trong phơng pháp nàytín hiệu đợc
so sánh cùng một lúc với nnhiều giá trị chuẩn. Do đó toàn bộ những bit đợc xác
định đồng thời và đa đến đầu ra.
b.Biến đổi theo mã đếm: ở đây, quy trình so sánh đợc thực thi lần lợt
từng bớc theo quy luật của mã đếm. Kết quả quy đổi đợc xác lập bằng
cách đếm số lợng giá trị chuẩn hoàn toàn có thể chứa đợc trong giá trị tín hiệu tơng tự
cần quy đổi.
c. Biến đỏi tiếp nối đuôi nhau theo mã nhị phân: Qúa trình so sánh đựoc thực thi
lần lợt từng bớc theo quy luật mã nhị phân. Các cty chuản dùng để so
sánh lấy những giá trị giảm dần, do đó những bit đợc xác lập lần lợt từng bit có
nghĩa lớn số 1 đến bit nhỏ nhất.
d. Biến đổi tuy nhiên-tuy nhiên tiếp nối đuôi nhau phối hợp: Trong phơng pháp này mỗi bớc so
sánhcó thể đợc xác lập đợc tối thiểu là 2 bit đồng thời.
Đề tài: những phơng pháp quy đổi ADC và DAC thực nghiệm
8
Mạch lấy
Mẫu
ADC
Lượng
tử hoá
Mã hoá
Bộ tạo
U
tuyến
tính
Bộ so sánh
2

Bộ tạo cửa
thời hạn
Bộ
đếm
xung
Bộ tạo
xung đệm
Bộ điều
khiển
Bộ so sánh
1
U
0
+ U
x
U
0
2
n
2
1
2
0
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật viên cntt
Nh vậy, có thật nhiều phơng pháp quy đổi, tuy nhiên những mạch thc tế
thao tác theo nhiều phơng pháp rất khác nhau. Nhng về nguyên tắc quy đổi
đều tuân theo những phơng pháp trên. Trong quy trình thiết kế một khối mạng lưới hệ thống
đo lờng và điều khiển và tinh chỉnh bằng máy tính, hay một khối mạng lưới hệ thống đo lờng số nào đó tuỳ
vào yêu cầucủa khối mạng lưới hệ thống nh vận tốc,độ đúng chuẩn vật t hiện có mà lựa chọn
phơng pháp quy đổi rất khác nhau. Mỗi phơng pháp đều phải có u nhợc điểm

rất khác nhau, chính vì vậy việc nghin cứu nguyên tắc hoạt động và sinh hoạt giải trí , tính năng kỹ
thuạt của từng phơng pháp cũng nh từng mạch rõ ràng là trách nhiệm của ngời
thiết kế. Sau đây ta tìm hiểu từng phơng pháp quy đổi:
4.1. Bộ quy đổi ADC theo phơng pháp tích phân một sờn dốc (the
Ramp type ADC).
4.1.1. Sơ đồ khối :
Hình 4. Sơ đồ khối phơng pháp tích phân một sờn dốc
Đề tài: những phơng pháp quy đổi ADC và DAC thực nghiệm
9
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật viên cntt
Đề tài: những phơng pháp quy đổi ADC và DAC thực nghiệm
10
u
U
0
+ U
x
U
0
t
U
SS1
t
U
SS2
t
Uxung
cửa
T
Uxung

chuẩn
Uxung
điểm
t
t
t
Hình 5 : Giản đồ thời hạn
Một đầu ra
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật viên cntt
4.1.2.Nguyên lý thao tác
Bộ điều khỉên tạo xung điều khiển và tinh chỉnh(Xung Clock), xung này còn có trách nhiệm
xoá 0 bộ đếm và tạo điện áp răng ca.Nó chính làbộ tạo điện áp mẫu có độ
méo
%

nhỏ
Bộ so sánh có trách nhiệm so sánh điện áp cần đo với điện áp chuẩn
0
U
.

2 nguồn vào
hình 6. bộ so sánh
Khi đặt 2 điện áp nguồn vào bằng nhau thì có xung ra tại thời điển
1
t
.Xung
ra này kích bộ tạo cửa thời hạn là Triger ó hai trạng thái ổn định và làm cho
bộ cửa thời hạn từ trạng thái 0 chuyển sang trạng thái 1. Sau khi có điện
áp

0
U
ũ
U +
vào bộ so sánh 2 thì nó sẽ so sánh giá trị và đa ra xung đếm tại
thời gian
2
t
. Xung đếm này làm cho bộ tạo xung chuyển trạng thái từ trạng
thái 1 sang trạng thái 0 , đồng thời Open để bộ tạo xung đếm lọt qua,
những xung này sẽ đợc lu trữ tại những thanh ghi của cục đếm xung. Trong thực tiễn,
thờng sử dụng những vi mạch khuyếch đại thuật toán làm bộ so sánh.
Ta thấy rằng ở sơ đồ nguyên tắc ngoài điện áp
x
U
cần cho điện áp
0
U
.Điện
áp
0
U
là điện áp đợc tạon ra nhằm mục đích mục tiêu đo đúng chuẩn giá trị của điện áp
x
U
vì khi khởi đầu quy trình quy đổi nó cha ổn định do tính không đờng
thẳng.
Ta có:
dt
du

..tg
x
U
TT

==
(10)
Với:
ch
f
n
ch
TnttT === .
12
(11)
Suy ra:
dt
du
ch
f
u
x
U .=
(12).
Vì
dt
du
= const
ch
f

=
f
f

i
n
x
U 10.=
Giả sử i = 0

x
U
= n.
4.1.3 Sai số quy đổi và cách khắc phục.
Để thực thi đo lờng và quy đổi bằng máy tính thông qua card ghép
nối quy đổi tơng tự-số ADC ngoài việc phải hiểu nguyên tắc hoạt động và sinh hoạt giải trí của
nó, ta còn phải ghi nhận tính năng đo lờng cũng nh độ đúng chuẩn của từng bộ
quy đổi.
Vậy độ đúng chuẩn của cục quy đổi sử dụng phơng pháp trên phụ
thuộc vào những yếu tố gì ?
* Để vấn đáp cho vướng mắc trên ta phải xem xet từng yếu tố tuỳ thuộc:
Đề tài: những phơng pháp quy đổi ADC và DAC thực nghiệm
11
Bộ so sánh
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật viên cntt
Các điện áp chuẩn
ch
U
+ Diện áp răng ca khong tuyến tính <méo

% nhỏ>
+ Tần số tạm bợ có sai số tơng đối lớn
f
f
lớn
Do nhiễu xung can thiệp vao mạch biến hóa
Do sự không đồng điệu giữa xung Open và chuỗi xung chuẩn dẫn
đến sai số phơng pháp đo
* cách khắc phục:
Trớc hết phải tạo điện áp chuẩn
ch
U
thật chuẩn % nhỏ, sai số doTần
số nhỏ
f
f
nhỏ
Giảm sai số phơng pháp, tăng tần số xung chuẩn, tuy nhiên cũng phải
tùy từng độ sắc nét của cục đếm xung.
4.2. Bộ quy đổi AD theo phơng pháp tích phân hai sờn rốc.
(The dual-slope integerating type A/D converter)
4.2.1. Sơ đồ khối cấu trúc.
Hình 7. sơ đồ khối cấu trúc bộ quy đổi theo phơng pháp hai sờn dốc
Hình 8. giản đồ thời hạn
4.2.2. Nguyên lý hoạt động và sinh hoạt giải trí.
Đề tài: những phơng pháp quy đổi ADC và DAC thực nghiệm
12
Bộ
đệ
m

Mạch
Logic
Đếm Z
0
Tạo
xung
nhịp
R
c
U
c
U
ch
Ua
Mạch tích
phân A1
Bộ so sánh A2
Mạch ADN
U
0
Mã Hoá
Lối vào Lối ra
1111111 000
0111111 001
0011111 010
0001111 011
0000111 100
0000011 101
0000001 110
0000000 111

U
C
U
A
t
t
1
t
2
t

2
0
U

c1
U

c2
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật viên cntt
Mạch logic điều khiển và tinh chỉnh, điều khiển và tinh chỉnh cho khoá K ở vị trí 1 thì điện áp tơng tự
cần quy đổi
A
U
nạp điện cho tụ C thông qua điện trở R tại thời gian
1
t
.
Khi đó ở đầu ra của mạch tích phân
1

A
Có điện áp đợc tính theo công thức
sau:

==
11
11
)( tU
RC
dtU
RC
t
c
U
AA
(13).
Hình 9. mạch tích phân
Nh vậy,
c
U
tỷ suất với
A
U
. Tuỳ theo
A
U
lớn hay bé mà đặc tuyến của
)(
1

t
c
U
có độ dốc rất khác nhau. Trong thời hạn
1
t
, bộ đếm
0

cũng đếm những
xung nhịp. Sau khi nạp điện áp cần đo
A
U
cho tụ điện C, mạch logic điều
khiển sẽ chuyển khoá K sang vị trí 2 đồng thời tín hiệu từ mạch logic cũng đ-
ợc đa đến mạch AND ( mạch Và) và làm chomạch AND thông khi có
xung nhịp tác động. Tại thời gian này, mạch đếm ở đầu ra khởi đầu thực thi
đếm và mạch đếm
0

đợc mạch logic điều khiển và tinh chỉnh về vị trí nghỉ.
Khi K ở vị trí 2, điện áp chuẩn
ch
U
khởi đầu nạp điện cho tụ C theo chiều ng-
ợc lại, phờng trình nạp là:

2
)
2

(
“
t
RC
ch
U
t
c
U =
(14).

Gỉa thiết sau thời hạn
2
t
thì
|
“‘
|
c
U
c
U =
, nghĩa là điện áp
c
U
trên tụ C
bằng 0 vì hai điện áp đợc nạp vào tụ có nhiều cách thức rất khác nhau.
Nh vậy ta có:

1221

t
ch
U
A
U
tt
RC
ch
U
t
RC
A
U
==
(15)
Số xung đa đến mạch đếm
0

trong thời hạn
1
t
là:

n
ft .
10
=
(16).
Trong số đó
n

f
là tần số của dãy xung nhịp
từ đó suy ra
n
f
z
t
0
1
=
. Thay vào (15) ta đợc:

n
f
Z
ch
U
A
U
t
0
.
2
=
(17).
Đề tài: những phơng pháp quy đổi ADC và DAC thực nghiệm
13
Mã Hoá
Lối vào Lối ra
1111111 000

0111111 001
0011111 010
0001111 011
0000111 100
0000011 101
0000001 110
0000000 111
R
C
U
chuẩn
U
c
Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật viên cntt
Do đó xung nhịp đếm đợc nhờ mạch đếm ở đầu ra trong mức chừng thời
gian
2
t
là:
0
.Z
ch
U
A
U
n
f
2.
tZ =
(18).

Sau thời hạn
2.
t
mạch đếm ra bị ngắt vì điện áp trên tụ
c
U
= 0 và mạch
logic đóng cổng AND .Qúa trình lặp lại tơng tự trong quá trìng quy đổi
tiếp theo.
Nh vậy, theo công thức ta thấy số xung đếm đợc ở đầu ra tỷ suất với điện áp
tơng tự
A
U
cần quy đổi. ở đây, kết quả đếm không tùy từng những
thông số RC của mạch và cũng không tùy từng tần số f
n

. chính vì lẽ đó
kết qủa quy đổi cũng rất đúng chuẩn, tuy nhiên yêu cầu thiết yếu là tần số
nhịp phải có độ ổn định cao nghĩa là giá trị tần số xung nhịp phải nh nhau
trong mức chừng thới gian t
1
,t
2

Tóm lại, trong phơng pháp này.ta dã làm cho điện áp cần quy đổi U
A
Tỷ lệ với thời hạn (t
1
,t

2
) rồi đếm số xung nhịp xuất hiện trong mức chừng thời
gian đó. Phơng pháp này cho ta quy đổi tín hiệu tơng tự thành tín hiệu số
có độ đúng chuẩn cao.
4.3 Phơng pháp quy đổi tuy nhiên tuy nhiên hay phơng pháp so sánh trực tiếp.
(Comparaison directe).
4.3.1. Sơ đồ nguyên tắc.
Hình 10. sơ đồ nguyên tắc phơng pháp quy đổi tuy nhiên tuy nhiên
4.3.2.Nguyên lý hoạt động và sinh hoạt giải trí
Trong phơng pháp quy đổi này, tín hiệu tơng tự cần quy đổi U
A
cần quy đổi đợc đa đồng thời tới nguồn vào cá bộ so sánh. Điện áp chuẩn
Đề tài: những phơng pháp quy đổi ADC và DAC thực nghiệm
14
U
A
Uch
7V/8
3V/8
5V/8
V/2
3V/8
V/4
V/8
V/2
R
R
R
R
R

R
R
R
Mã Hoá
Lối vào Lối ra
1111111 000
0111111 001
0011111 010
0001111 011
0000111 100
0000011 101
0000001 110
0000000 111
Bit 1
Bit 2
Bit 3

Clip Cách quy đổi ADC ?

Bạn vừa Read tài liệu Với Một số hướng dẫn một cách rõ ràng hơn về Review Cách quy đổi ADC tiên tiến và phát triển nhất

Share Link Download Cách quy đổi ADC miễn phí

Heros đang tìm một số trong những Chia Sẻ Link Cập nhật Cách quy đổi ADC Free.

Thảo Luận vướng mắc về Cách quy đổi ADC

Nếu sau khi đọc nội dung bài viết Cách quy đổi ADC vẫn chưa hiểu thì hoàn toàn có thể lại Comment ở cuối bài để Admin lý giải và hướng dẫn lại nha
#Cách #chuyển #đổi #ADC