ADCs de tipo direto
Um conversor analógico para digital (ADC)converte um sinal analógico em um sinal digital. O sinal digital é representado por um código binário, que é uma combinação dos bits 0 e 1.
o block diagram de um ADC é mostrado na figura a seguir -
Observe que na figura mostrada acima, um Conversor Analógico para Digital (ADC)consiste em uma única entrada analógica e muitas saídas binárias. Em geral, o número de saídas binárias do ADC será uma potência de dois.
tem two typesde ADCs: ADCs do tipo direto e ADC do tipo indireto. Este capítulo discute sobre os ADCs do tipo direto em detalhes.
Se o ADC realiza a conversão analógica para digital diretamente, utilizando o código digital (binário) equivalente gerado internamente para comparar com a entrada analógica, então é chamado de Direct type ADC.
A seguir estão os examples de ADCs do tipo direto -
- Contador tipo ADC
- ADC de aproximação sucessiva
- Flash tipo ADC
Esta seção discute sobre esses ADCs do tipo direto em detalhes.
Contador tipo ADC
UMA counter type ADC produz uma saída digital, que é aproximadamente igual à entrada analógica usando a operação do contador internamente.
o block diagram de um tipo de contador ADC é mostrado na figura a seguir -
O tipo de contador ADC consiste principalmente em 5 blocos: gerador de sinal de relógio, contador, DAC, comparador e lógica de controle.
o working de um tipo de contador ADC é o seguinte -
o control logic zera o contador e habilita o gerador do sinal do relógio para enviar os pulsos do relógio para o contador, ao receber o sinal de comando de partida.
o counteré incrementado em um para cada pulso de clock e seu valor estará no formato binário (digital). Esta saída do contador é aplicada como uma entrada do DAC.
DACconverte a entrada binária (digital) recebida, que é a saída do contador, em uma saída analógica. O comparador compara este valor analógico $ V_ {a} $ com o valor de entrada analógica externa $ V_ {i} $.
o output of comparator será ‘1’contanto que seja maior que. As operações mencionadas nas duas etapas acima serão continuadas enquanto a lógica de controle receber '1' da saída do comparador.
o output of comparator será ‘0’quando $ V_ {i} $ é menor ou igual a $ V_ {a} $. Portanto, a lógica de controle recebe '0' da saída do comparador. Então, a lógica de controle desabilita o gerador de sinal de clock para que ele não envie nenhum pulso de clock ao contador.
Neste instante, a saída do contador será exibida como o digital output. É quase equivalente ao valor da entrada analógica externa correspondente $ V_ {i} $.
ADC de aproximação sucessiva
UMA successive approximation type ADC produz uma saída digital, que é aproximadamente igual à entrada analógica usando a técnica de aproximação sucessiva internamente.
o block diagram de uma aproximação sucessiva ADC é mostrado na figura a seguir
O ADC de aproximação sucessiva consiste principalmente em 5 blocos - gerador de sinal de relógio, Registro de aproximação sucessiva (SAR), DAC, comparador e lógica de controle.
o working de uma aproximação sucessiva ADC é a seguinte -
o control logic zera todos os bits do SAR e habilita o gerador do sinal do relógio para enviar os pulsos do relógio para o SAR, ao receber o sinal de comando de partida.
Os dados binários (digitais) presentes em SARserá atualizado para cada pulso de clock com base na saída do comparador. A saída de SAR é aplicada como uma entrada de DAC.
DAC converte a entrada digital recebida, que é a saída de SAR, em uma saída analógica. O comparador compara este valor analógico $ V_ {a} $ com o valor de entrada analógica externa $ V_ {i} $.
o output of a comparatorserá '1' enquanto $ V_ {i} $ for maior que $ V_ {a} $. Da mesma forma, a saída do comparador será '0', quando $ V_ {i} $ for menor ou igual a $ V_ {a} $.
As operações mencionadas nas etapas acima serão continuadas até que a saída digital seja válida.
A saída digital será válida quando for quase equivalente ao valor da entrada analógica externa correspondente $ V_ {i} $.
Flash tipo ADC
UMA flash type ADCproduz uma saída digital equivalente para uma entrada analógica correspondente em nenhum momento. Portanto, o ADC do tipo flash é o ADC mais rápido.
o circuit diagram de um ADC tipo flash de 3 bits é mostrado na figura a seguir -
O ADC tipo flash de 3 bits consiste em uma rede divisora de tensão, 7 comparadores e um codificador de prioridade.
o working de um ADC do tipo flash de 3 bits é o seguinte.
o voltage divider networkcontém 8 resistores iguais. Uma tensão de referência $ V_ {R} $ é aplicada em toda a rede em relação ao terra. A queda de tensão em cada resistor de baixo para cima em relação ao aterramento será os múltiplos inteiros (de 1 a 8) de $ \ frac {V_ {R}} {8} $.
O externo input voltage$ V_ {i} $ é aplicado ao terminal não inversor de todos os comparadores. A queda de tensão em cada resistor de baixo para cima em relação ao aterramento é aplicada ao terminal inversor dos comparadores de baixo para cima.
Ao mesmo tempo, todos os comparadores comparam a tensão de entrada externa com as quedas de tensão presentes no respectivo outro terminal de entrada. Isso significa que as operações de comparação ocorrem por cada comparadorparallelly.
o output of the comparatorserá '1' desde que $ V_ {i} $ seja maior do que a queda de tensão presente no respectivo outro terminal de entrada. Da mesma forma, a saída do comparador será '0', quando $ V_ {i} $ for menor ou igual à queda de tensão presente no respectivo outro terminal de entrada.
Todas as saídas de comparadores são conectadas como as entradas de priority encoder.Este codificador de prioridade produz um código binário (saída digital), que corresponde à entrada de alta prioridade que possui '1'.
Portanto, a saída do codificador de prioridade nada mais é do que o equivalente binário (digital output) da tensão de entrada analógica externa, $ V_ {i} $.
O tipo de flash ADC é usado em aplicações onde a velocidade de conversão de entrada analógica em dados digitais deve ser muito alta.