Diferansiyel ADC nedir?


20

Diferansiyel analogdan dijitale dönüştürücü normal ADC'den farkı nedir?

Yanıtlar:


16

Diferansiyel ADC, iki pim (artı ve eksi girişi) arasındaki voltaj farkını ölçer. Tek uçlu ("normal") bir ADC, bir pim ile toprak arasındaki voltaj farkını ölçer.

Birçok farklı ADC, tek uçlu modda iki kat kanal verecek şekilde yapılandırılabilir. Örneğin AD7265'in 6 diferansiyel kanalı ve 12 tek uçlu kanalı vardır.


Muhtemelen diferansiyel modda kanal sayısının yarısını söylemeliydim :) AD7265 örneğini orijinal cevabıma ekledim. Ayrıca 16 tek uçlu giriş veya 8 diferansiyel girişe sahip çeşitli MUX + ADC sistemleri (AD363 + AD364) vardır.
jluciani

1
Bu benim için garip. Neden birinin işini yapmak için iki ADC kullanıyorsunuz? Diferansiyel yönü çok daha ucuz bir op-amp ile halledilebilir.
endolit

Çift girişli ADC'ler, parça sayısını, boyutunu ve gücünü düşük tutarken aynı anda iki sinyali örneklemeniz gereken zamanlar için kullanışlıdır. Örnek bir uygulama stereo sestir.
Mike DeSimone

2
Diferansiyel girişi ADC'ye çarpmadan önce tek uçluya dönüştürmeye gelince: bir diferansiyel giriş ADC, ortak mod reddinden çok daha iyi bir ortak mod reddi işi yapabilir, çünkü gürültüyü almak için tek uçlu bir aşamaya sahip değildir ile ayarlanır ve fabrikada ofseti en aza indirmek için kalibre edilebilir. Son olarak, bir diferansiyel giriş tek uçlu bir giriş üzerinden size 6 dB kazanç sağlayabilir, çünkü çiftin her ayağı tam giriş voltajı aralığından geçebilir (örneğin 5 V tek ray ile, -5 V ila 5 V, sadece 0 ila 5 V).
Mike DeSimone

1
Bu, size iki tek uçlu iz (her probun toprak klipsini kullanarak) veya her iki probla (X - Y modu, yok sayılan topraklar) tek bir diferansiyel iz veren çift iz osiloskopunuza benzer.
Kaz

8

Normal bir ADC, girişlerini 0V ila AVcc aralığında örnekler, burada AVcc genellikle yapılandırılabilir (5V, 2.56V, kullanıcı girişi vb.).

Bir diferansiyel ADC, alt referansı 0V'den başka bir değere kaydırır - ya ikinci bir analog girişte bir kullanıcı girişi veya dahili bir referans. Bu, büyük bir DC ofseti olan küçük sinyallerin ölçülmesi için yararlıdır - örneğin, 2.5-2.6V aralığında 100mV değişikliklerin ölçülmesi.

Ofsetten daha düşük voltajlar için okumalar donanıma bağlıdır - negatif okumalar, mutlak değerler veya sıfır verebilir.

Tipik bir uygulama, bazı DC ofsetlerinde küçük bir voltaj değişikliğine sahip bir yük hücresindedir.


5

Diğerlerinin söylediği gibi, her sinyal için biri diğerinden çıkarılan iki girişi vardır.

Bu size daha fazla sinyal-gürültü oranı verir, çünkü

  • Maksimum giriş seviyesi 6 dB daha yüksektir
  • İki girişin ilişkisiz gürültüsü yalnızca 3 dB daha yüksek olur
  • Ortak mod gürültüsünü iptal eder. (ADC'nin toprak voltajı, ölçülen şeyin topraklamasına göre dalgalanıyorsa, örneğin, her iki giriş birlikte yukarı ve aşağı hareket eder ve bu iptal edilir. İki girişin ikisi de aynı op-amp'den tahrik edilirse ve güç kaynağı gürültülerinin bir kısmı her iki çıkışa da giriyor, bu iptal edilecek vb.)

3

Referanssız tam olarak ne hakkında konuştuğunuzu söylemek zor, ama sanırım diferansiyel çift girişi olan bir ADC'den bahsediyorsunuz.

Diferansiyel çiftler, algılanan voltaj salınımını, kaynağı yükseltmeden ve ek gürültü yaratmadan iki katına çıkarmanıza izin veren şık şeylerdir. Esasen devam eden şey, toprağa atıfta bulunulan bir sinyale sahip olmak yerine, iki kablonun tam karşıt olmasıdır; bir hat + 1.3V olduğunda, diğeri -1.3V'dur. Her iki hattın da toprağın voltajı sadece 1.3V'dur, ancak ADC bu sinyallerdeki voltaj farkını dönüştürdüğü için 2.6V'niz vardır.

Sanırım diferansiyel sinyalleri örnekleyen ADC'lerden bahsediyorsunuz.

İndüklenen voltajları sınırlamak istediğiniz her yerde diferansiyel çiftleri kullanılır. Ethernet ve USB'nin ikisi de farklı şekilde bildirilir. Birçok RF farklı şekilde sinyal verilir. Google'da biraz av yaparsanız daha fazla bilgi bulabilirsiniz.


Diferansiyel sinyalleşme , diğer şeylere yayılan parazit miktarını azaltır . Diferansiyel girişlere sahip dengeli çizgiler , diğer şeylerden alınan parazit miktarını azaltır . Genellikle birleştirilirler, ancak mutlaka olması gerekmez.
endolith

1
Farklı bir çiftin alıcı ucundaysanız, gürültü bağışıklığı için yapıyorsunuz. İletim ucundaysanız, genellikle emisyon ve / veya gürültü bağışıklığı için yapıyorsunuzdur. Sanırım yeterince açıklığa kavuşturmadım.
akohlsmith

3

Henüz belirtilmeyen başka bir nokta, bir milivolt hassasiyetine (12 bit) 0-3 volt sinyallerini çözmek için tasarlanmış tipik bir ADC'nin, iki voltluk ortak mod sinyali (örneğin 8 bitlik yararlı hassasiyete sahip olabilir), küçük fark sinyallerini çözmek için tasarlanmış bir ADC çok daha iyi performans gösterebilir; 12 bitlik bir ADC, daha büyük bir sinyalde 16 bit hassasiyet sağlayacak şekilde tasarlanmaya gerek kalmadan 0.1 voltluk bir sinyalle 12 bitlik kullanışlı hassasiyet sağlamak üzere tasarlanabilir).


1

Bir Diferansiyel ADC iki terminalli bir cihazdır. Prensip olarak, iki terminaldeki gerilimler arasındaki farkı alır ve bunu 2'nin tamamlayıcı ikili sayısına dönüştürür. GND civarında farklılık gösteren sinyaller için kullanılan bu tür ADC'yi görmenin yaygın olduğunu söyleyebilirim, çünkü prensipte negatif dönüşümlerin bu bağlamda anlamı vardır. Tek uçlu bir ADC, voltajın dahili bir referansla (örneğin toprak) karşılaştırılarak ikili bir sayıya dönüştürüldüğü tek terminalli bir cihazdır. Tipik olarak bunlar, algıladıkları fenomenle orantılı olarak doğrusal bir gerilime sahip sensörler için kullanılır.


Sadece bir ADC'nin dijital veri olarak çıkardığı şeyin analog devrenin uygulanmasından bağımsız olduğunu açıklığa kavuşturmak. Örneğin, TI ADS8519, kullanıcının düz bir ikili veya ikinin tamamlayıcı çıktısını seçmesine izin veren diferansiyel bir ADC'dir.
spade78

@ spade78 Ben "düz ikili" demek "imzasız ikili" demek, değil mi?
vicatcu

Çok fazla imzalı veya imzasız değil, daha çok bit kodlarının gerilimlere nasıl eşlendiği gibi. Düz ikili ADS8519'da ikili 0 negatif raya eşlenirken, ikili 32768 0V'yi temsil eder ve ikili 65535 (16 bitlik bir cihaz) pozitif raya eşlenir.
spade78

1
Bazı cihazlar, genellikle imzalı ve imzasız olmak üzere kodlamayı seçmenizi sağlar. Eğlenceli gerçek: genellikle yaptıkları tek şey yüksek biti ters çevirmektir.
Mike DeSimone
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.