एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर - उद्देश्य, वर्गीकरण और संचालन का सिद्धांत

एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर (ADC) नामक एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण का उपयोग एनालॉग सिग्नल को डिजिटल सिग्नल (एक पठनीय बाइनरी कोड टाइप सीक्वेंस में) में बदलने के लिए किया जाता है। एक एनालॉग सिग्नल को डिजिटल में परिवर्तित करने की प्रक्रिया में, निम्नलिखित क्रियान्वित किए जाते हैं: नमूनाकरण, परिमाणीकरण और कोडिंग।

नमूनाकरण को व्यक्तिगत (असतत) मूल्यों के समय-निरंतर एनालॉग सिग्नल से नमूने लेने के रूप में समझा जाता है, जो निश्चित अंतराल और एक दूसरे के बाद घड़ी संकेतों की अवधि से जुड़े समय के क्षणों में गिरते हैं।

क्वांटिज़ेशन में निकटतम क्वांटिज़ेशन स्तर पर नमूनाकरण के दौरान चुने गए एनालॉग सिग्नल के मूल्य को गोल करना शामिल है, और क्वांटिज़ेशन स्तरों की अपनी अनुक्रम संख्या होती है, और ये स्तर निश्चित डेल्टा मान से एक दूसरे से भिन्न होते हैं, जो क्वांटिज़ेशन चरण से अधिक कुछ नहीं है।

कड़ाई से बोलना, नमूनाकरण असतत मूल्यों की एक श्रृंखला के रूप में एक निरंतर कार्य का प्रतिनिधित्व करने की प्रक्रिया है, और परिमाणीकरण एक संकेत (मानों) का स्तरों में विभाजन है। कोडिंग के लिए, कोडिंग को कोड के पूर्व निर्धारित संयोजन के साथ परिमाणीकरण के परिणामस्वरूप प्राप्त तत्वों की तुलना के रूप में समझा जाता है।

वोल्टेज को कोड में बदलने के कई तरीके हैं। इसके अलावा, प्रत्येक विधि में व्यक्तिगत विशेषताएं हैं: सटीकता, गति, जटिलता। रूपांतरण पद्धति के प्रकार के अनुसार, एडीसी को तीन में वर्गीकृत किया गया है

• समानांतर में

• एक जैसा,

• क्रमिक समानांतर।

प्रत्येक विधि के लिए, समय के साथ सिग्नल बदलने की प्रक्रिया अपने तरीके से आगे बढ़ती है, इसलिए नाम। क्वांटिज़ेशन और एन्कोडिंग कैसे किया जाता है इसमें अंतर निहित है: एक सीरियल, समांतर, या सीरियल-समांतर प्रक्रिया परिवर्तित सिग्नल को डिजिटल परिणाम अनुमानित करने के लिए।

समानांतर एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर का आरेख चित्र में दिखाया गया है। समानांतर एडीसी सबसे तेज़ एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर्स हैं।

इलेक्ट्रॉनिक तुलना उपकरणों की संख्या (डीए तुलनित्रों की कुल संख्या) एडीसी की क्षमता से मेल खाती है: तीन तुलनित्र दो बिट्स के लिए पर्याप्त हैं, तीन के लिए सात, चार के लिए 15, आदि। रोकनेवाला वोल्टेज डिवाइडर को निरंतर संदर्भ वोल्टेज की एक सीमा निर्धारित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

इनपुट वोल्टेज (इस इनपुट वोल्टेज का मान यहां मापा जाता है) एक साथ सभी तुलनित्रों के इनपुट पर लागू होता है और उन सभी संदर्भ वोल्टेज की तुलना में जो यह प्रतिरोधी विभाजक प्राप्त करने की अनुमति देता है।

वे तुलनित्र जिनके गैर-इनवर्टिंग इनपुट को संदर्भ से अधिक वोल्टेज के साथ खिलाया जाता है (डिवाइडर द्वारा इनवर्टिंग इनपुट पर लागू किया जाता है) आउटपुट पर एक तर्क देगा, बाकी (जहां इनपुट वोल्टेज संदर्भ से कम या बराबर है) शून्य) शून्य देगा।

फिर एक एनकोडर जुड़ा हुआ है, इसका कार्य एक और शून्य के संयोजन को एक मानक, पर्याप्त रूप से समझने वाले बाइनरी कोड में परिवर्तित करना है।

धारावाहिक रूपांतरण के लिए एडीसी सर्किट समानांतर कनवर्टर सर्किट की तुलना में कम तेज़ हैं, लेकिन उनके पास एक सरल प्राथमिक डिज़ाइन है। यह एक तुलनित्र, AND तर्क, एक घड़ी, एक काउंटर और एक डिजिटल-टू-एनालॉग कनवर्टर का उपयोग करता है।

आंकड़ा ऐसे एडीसी का आरेख दिखाता है। उदाहरण के लिए, जबकि तुलनित्र सर्किट के इनपुट पर लागू मापा वोल्टेज दूसरे इनपुट (संदर्भ) के रैंप सिग्नल से अधिक है, काउंटर घड़ी जनरेटर के दालों की गणना करता है। यह पता चला है कि मापा वोल्टेज गिने जाने वाले दालों की संख्या के समानुपाती होता है।

श्रृंखला-समानांतर एडीसी भी हैं, जहां एनालॉग सिग्नल को डिजिटल सिग्नल में बदलने की प्रक्रिया को अंतरिक्ष में अलग किया जाता है, इसलिए यह पता चलता है कि न्यूनतम जटिलता के साथ अधिकतम ट्रेड-ऑफ गति प्राप्त की जाती है।