ІV курс, фізико-математичний факультет
Шамоня В.Г., канд. фіз.-мат. наук, доцент
Сумський державний педагогічний університет імені А.С. Макаренка
Суми
Сучасний етап розвитку наукових технологій характеризується використанням аналого-цифрових перетворювачів, адже більшість пристроїв, що взаємодіють з комп’ютером мають аналоговий вхід або вихід, а комп’ютер в свою чергу здатний обробляти переважним чином цифрові сигнали. На сьогодні існує досить велика кількість методів перетворення, тому обирати тип аналого-цифрового перетворювача необхідно дуже уважно, адже АЦП використовується всюди, де необхідно обробляти, передавати чи зберігати сигнал в цифровій формі. Саме тому дослідження методів АЦП є актуальним в наш час.
Аналогово-цифровий перетворювач (англ. Analog-to-digital converter, ADC) – це пристрій, що перетворює вхідний аналоговий сигнал в дискретний код (цифровий сигнал) [1].
Зазвичай, АЦП – це електронний пристрій, що перетворює електричну напругу в двійковий цифровий код. Проте, деякі неелектронні пристрої з цифровим виходом, такі як перетворювач кут-код, слід також відносити до АЦП.
На сьогодні відомо декілька основних методів АЦП. Ці методи відрізняються один від одного точністю, швидкістю перетворення та складністю апаратної реалізації. Розглянемо більш детально кожен з методів.
Паралельний АЦП – найшвидший представник сімейства аналого-цифрових перетворювачів. Тому вони найчастіше зустрічаються там, де потрібно дуже швидке перетворення сигналів, наприклад в відеотехніці. Поряд з цим, паралельні перетворювачі є і найдорожчими, оскільки для кожного з рівнів вхідної напруги необхідно мати заздалегідь підготовлений рівень опорної напруги. Для досягнення компромісу між витратами і вартістю були розроблені багаторівневі паралельні перетворювачі, зокрема 8-розрядні.
Коли необхідна роздільна здатність 12, 14 або 16 розрядів і не потрібна висока швидкість перетворення, а визначальними факторами є невисока ціна і низьке енергоспоживання, то зазвичай застосовують АЦП послідовного наближення. Цей тип АЦП найчастіше використовується в різноманітних вимірювальних приладах і в системах збору даних. На даний момент АЦП послідовного наближення дозволяють вимірювати напругу з роздільною здатністю до 16 розрядів.
Для проведення більшості вимірів часто не потрібно АЦП зі швидкістю перетворення, яку дає АЦП послідовного наближення, але необхідна велика роздільна здатність. Сигма-дельта АЦП можуть забезпечувати роздільну здатність до 24 розрядів, проте при цьому суттєво поступаються в швидкості перетворення.
В автономних цифрових вольтметрах і мультиметрах, призначених для статичних вимірювань, а також в деяких реєстраторах, які призначені для роботи з повільно змінними процесами, застосовуються АЦП інтегруючого типу. Інтегруючі методи перетворення забезпечують найвищу точність, чутливість, роздільну здатність, а також високе придушення періодичних перешкод мережевої частоти. Що правда, ці АЦП порівняно повільно діючі, але для автономних приладів і не потрібно високої швидкодії [1].
Отже, розрізняють досить велику кількість методів АЦП, які відрізняються між собою за точністю, швидкістю, ціною, а також роздільною здатністю. Кожен метод АЦП унікальний по своєму і використовувати його слід в залежності від того, для чого саме він призначений.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
- АЦП (Аналого-цифровой преобразователь). [Електронний ресурс] / Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана. – Режим доступу: https://ru.bmstu.wiki/АЦП_(Аналого-цифровой_преобразователь)