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間接型ADC

前の章では、ADCとは何か、および直接型ADCの例について説明しました。 この章では、間接型ADCについて説明します。

ADCが間接的な方法でアナログからデジタルへの変換を実行する場合、*間接型ADC *と呼ばれます。 一般に、最初にアナログ入力を時間(または周波数)の線形関数に変換してから、デジタル(バイナリ)出力を生成します。

デュアルスロープADCは、間接型ADCの最良の*例*です。 この章では、それについて詳しく説明します。

デュアルスロープADC

名前が示すように、*デュアルスロープADC *は、2つの(デュアル)スロープテクニックを使用して、対応するアナログ入力と同等のデジタル出力を生成します。

デュアルスロープADCの*ブロック図*を次の図に示します-

デュアルスロープADC

デュアルスロープADCは、主に5つのブロックで構成されています:積分器、コンパレータ、クロック信号発生器、制御ロジック、カウンタ。

デュアルスロープADCの*動作*は次のとおりです-

  • *制御ロジック*は、カウンタをリセットし、開始コマンド信号を受信すると、カウンタにクロックパルスを送信するためにクロック信号発生器を有効にします。
  • 制御ロジックは、スイッチ sw を押して、開始コマンド信号を受信すると、*外部アナログ入力電圧$ V _ \ {i} $ *に接続します。 この入力電圧は積分器に印加されます。
  • *積分器*の出力は、コンパレータの2つの入力の1つに接続され、コンパレータのもう1つの入力はグランドに接続されます。
  • *コンパレータ*は、積分器の出力をゼロボルト(グランド)と比較し、出力を生成し、それが制御ロジックに適用されます。
  • counter はクロックパルスごとに1ずつ増加し、その値はバイナリ(デジタル)形式になります。 最大カウント値に達した後にインクリメントされると、制御ロジックにオーバーフロー信号を生成します。 この時点で、カウンターのすべてのビットはゼロのみになります。
  • ここで、制御ロジックはスイッチを押して sw を*負の基準*電圧$ -V _ \ {ref} $に接続します。 この負の基準電圧は積分器に印加されます。 コンデンサに蓄積された電荷をゼロになるまで除去します。 この時点で、コンパレータの両方の入力の電圧はゼロです。 そのため、コンパレータは制御ロジックに信号を送信します。 現在、制御ロジックはクロック信号ジェネレーターを無効にし、カウンター値を保持(保持)します。 カウンタ値*は外部アナログ入力電圧に比例します。
  • この時点で、カウンターの出力は*デジタル出力*として表示されます。 これは、対応する外部アナログ入力値$ V _ \ {i} $とほぼ同等です。

デュアルスロープADCは、アナログ入力を同等のデジタル(バイナリ)データに変換する際に*精度*がより重要になるアプリケーションで使用されます。