Neden referans olarak 2.048V ve 4.096 kullanmalı?

Birçok voltaj referansı IC'sinde (bir örnek olarak bir MAX610x ), çeşitli farklı referans voltajları mevcut gibi görünmektedir (1.25, 1.8, 2.5, 3.3 vb.).

Beni tek tuhaf tutan şey 2.048V ve 4.096V referansları. Matematiksel kullanımı kesinlikle daha kolay olacak sadece 2V ve 4V yerine bu voltajlarda neden referans kullanıyoruz?

Gerilimi ölçerken (yani bir ADC'den geçerken), gerilimi genellikle 2 şema gücü kullanılarak temsil edilen bir tamsayı gösterimine dönüştürürsünüz.

Bu, ikili sayılar düzenine girdikleri anlamına gelir, örneğin 8 bitlik bir DAC 256 ayrı seviyeye sahiptir. 2 adet millivolt gücüne sahip bir referans kullanmak, gerçek dijital değerlerin önemli değerlere sahip olduğu anlamına gelir.

Örneğin, 2.048 referansına sahip bir 11 bit DAC'niz varsa, dijital değer millivolt sayısıdır.

Düzenleme : Andrew Morton'un belirttiği gibi, bu 2048 seviyeleri sağlar, oysa ki 0'ı da içeren 2049 milivolt seviyesi vardır. Bu nedenle, her biti bir milivolt olarak doğru şekilde temsil etmek için ekstra bir bit yapmanız gerekir. Ancak, tutarlı bir şekilde yuvarlarsanız, her bir elemanı aşağı yuvarlamak ve 0-2047 mV elde etmek ya da yuvarlamak ve 1-2048 mV elde etmek hala mümkündür. 2048'den 2049'a kadar uyursanız, millivolt sayısıyla doğrudan eşleşen güzel özelliğini kaybedersiniz.

4.096V ve 2.048V referansları, ADC'nin mV'de bir tamsayı değeri oluşturmasını sağlar. Bu, ADC'nin her bir adımının 1mV'yi veya 1mV'nin bir tamsayısını temsil ettiği anlamına gelir. 4.096V = 2 ^ 12 mV

Bunların nedeni, kolayca bir üs 2'ye bölünebilmeleridir. Bu, onları 0 ile 4.096V arasında demiryolu bulunan 12 bitlik bir ADC'nin bit başına 1mV anlamına geleceği, çok daha kolay olduğu ADC'ler için yararlı kılar. numara.

Aynı şeyi yapan daha fazla voltaj da vardır. Voltaj referanslarını 2 ¹⁰ olan 1.024V'ta alabilirsiniz . Farklı bit ADC'ler için farklı referanslar kullanılabilir.

Neden sadece 2V ve 4V yerine bu voltajlarda referans kullanıyoruz?

Bu, mikrodenetleyicinin doğrudan insana değer göstermesi durumunda, doğru koşullarda avantajlı olabilir. Ancak, çoğu zaman matematikte kötü olan veya durmayan ve gerçekten düşünen pek çok insan var.

Diğerleri zaten gösterildiği gibi, = 2 2.048 ¹¹ /1000 = 2 4.096 ¹² /1000 dir. 4.096 V referanslı 12 bit A / D kullanıyorsanız, her sayım 1 mV'dir.

Ancak, gerçekten önemli olduğunda durun ve düşünün. Millivolt birimlerinde kendine özgü özel bir şey yoktur. Fizik açısından, EMF ölçümü için tamamen rastgele bir birimdir.

Bir kontrol sisteminde, örneğin, çeşitli ölçülen miktarlar için kullanılan birimler, ne olduklarını bildiğiniz sürece, istediğiniz herhangi bir şey olabilir. Sabit nokta kullanıyorsanız, maksimum değerin sayıyı neredeyse doldurmasını ve gerekli çözünürlüğü elde etmek için yeterli bit kullanmasını istersiniz. Birimlerin ölçeklendirilmesi, uygun dahili ikili gösterimler ile belirlenir.

Zaten kaçınılmaz olarak süreçte daha sonra ayarlanabilir kazanç faktörleri olacaktır. Tüm giriş değerlerinin özel ölçeklendirilmesi, halihazırda var olan ve sistemin zaten keyfi değerlerini yerine getirmesi gereken farklı kazanç faktörü değerleri kullanılarak ayarlanabilir. Ek bir hesaplama gerekmez, yalnızca aynı hesaplamalara farklı değerler verilir.

Bazı durumlarda, bu küçük gömülü sistemlerin insanlara dijital değerleri göstermesi gerekir. Bu durumda, üç ondalık basamaklı bir gerilim göstermek istediğinizde millivolt birimleri yararlı olur. Ancak, insan arayüzleri, doğası gereği, mikrodenetleyicilerle karşılaştırıldığında yavaştır. Genellikle bir dijital ekranı 2 Hz'den daha fazla güncellemek istemezsiniz. Bir sayıyı ondalık basamağa dönüştürmek zaten bazı aritmetik işlemlerini gerektirir. Görüntülenen özünürlükle eşleştirmek için bazı dahili değerlerin ölçeklendirilmesi, bu işleme göre oldukça küçük bir ek adımdır.

Daha sonra, gerçekte 0 ila 4.095 V aralığında veya en azından bu aralığın en fazla voltajını ölçmek istediğinizi de düşünün. 0 ila 5 V ölçmek istiyorsanız, 4.096 referansı gerçekten yardımcı olmuyor. Sinyali yine de A / D'ye düşürmeniz gerekir, bu yüzden zayıflatılmış sinyali millivolt birimlerinde okumak, dijital değerleri görüntülerken bile, özel bir avantaj sağlamaz.

Kısacası, günümüz dünyasında A / D okumalarını yöneten mikrodenetleyicileri olan 2.048 ve 4.096 V referansları çoğunlukla algılanan bir ihtiyaca ve problemi tam olarak düşünmeyen diz gerginlerine hitap etmektedir .