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.