ADC ต่างกันคืออะไร


20

ดิฟเฟอเรนเชียลอนาล็อกเป็นดิจิตัลแตกต่างจาก ADC ปกติอย่างไร

คำตอบ:


16

ดิฟเฟอเรนเชียล ADC จะวัดความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างสองพิน (อินพุตบวกและลบ) ADC แบบปลายเดี่ยว ("ปกติ") จะวัดความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างพินหนึ่งกับกราวด์

ADC ที่แตกต่างกันจำนวนมากสามารถกำหนดค่าเพื่อให้คุณสองช่องในโหมดเดียวจบ ตัวอย่างเช่น AD7265 มี 6 ช่องทางที่แตกต่างกันและ 12 ช่องทางเดียวสิ้นสุด


ฉันน่าจะบอกว่าครึ่งหนึ่งของจำนวนช่องเมื่ออยู่ในโหมดดิฟเฟอเรนเชียล :) ฉันเพิ่มตัวอย่าง AD7265 ในคำตอบเดิมของฉัน นอกจากนี้ยังมีระบบ MUX + ADC ที่หลากหลาย (AD363 + AD364) ที่มีอินพุตเดี่ยวสิ้นสุด 16 อินพุตหรือ 8 อินพุตที่แตกต่างกัน
jluciani

1
มันแปลกสำหรับฉัน ทำไมคุณถึงใช้ ADC สองตัวเพื่อทำงานหนึ่งอย่าง? ความแตกต่างนั้นสามารถจัดการได้โดย op-amp ที่ราคาถูกกว่ามาก
endolith

ADC แบบดูอัลอินพุทเหมาะสำหรับช่วงเวลาที่คุณต้องการตัวอย่างสัญญาณสองสัญญาณในเวลาเดียวกันพร้อมกับนับชิ้นส่วนขนาดและกำลังไฟต่ำ แอปพลิเคชันตัวอย่างคือเสียงสเตอริโอ
Mike DeSimone

2
สำหรับการแปลงดิฟเฟอเรนต์ดิฟเฟอเรนซ์เป็นซิงเกิ้ลสิ้นสุดก่อนที่จะโดน ADC: อินพุตดิฟเฟอเรนซ์ ADC สามารถทำงานได้ดีกว่าการปฏิเสธโหมดทั่วไปมากกว่าเวอร์ชั่นแอมป์ภายนอกเพราะมันไม่มีขั้นตอนเดียว ด้วยและสามารถปรับเทียบเพื่อลดการชดเชยที่โรงงาน ในที่สุดอินพุตที่ต่างกันสามารถให้คุณได้รับ 6 เดซิเบลมากกว่าอินพุตแบบปลายเดียวเนื่องจากแต่ละขาของคู่สามารถผ่านช่วงแรงดันอินพุตเต็ม (เช่นด้วย 5 V รางเดี่ยวคุณสามารถสุ่มตัวอย่างจาก -5 V ถึง 5 V ไม่ใช่แค่ 0 ถึง 5 V)
Mike DeSimone

1
สิ่งนี้คล้ายคลึงกับออสซิลโลสโคปแบบติดตามคู่ของคุณซึ่งจะให้ข้อมูลแบบปลายเดี่ยวสองอัน (โดยใช้คลิปกราวด์ของแต่ละโพรบ) หรือร่องรอยเดียวที่มีโพรบทั้งสอง (โหมด X - Y โดยไม่สนใจพื้นที่)
Kaz

8

ตัวอย่าง ADC ปกติเป็นอินพุตในช่วง 0V ถึง AVcc โดยที่ AVcc มักจะสามารถกำหนดค่าได้ (5V, 2.56V, อินพุตของผู้ใช้เป็นต้น)

ดิฟเฟอเรนเชียล ADC เลื่อนการอ้างอิงที่ต่ำกว่าจาก 0V ไปเป็นค่าอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นอินพุตของผู้ใช้บนอินพุตอะนาล็อกที่สองหรือการอ้างอิงภายใน สิ่งนี้มีประโยชน์สำหรับการวัดสัญญาณขนาดเล็กที่มี DC ออฟเซ็ตขนาดใหญ่เช่นการวัดการเปลี่ยนแปลง 100mV ในช่วง 2.5-2.6V

การอ่านแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าออฟเซ็ตขึ้นอยู่กับฮาร์ดแวร์ - สามารถให้การอ่านค่าลบค่าสัมบูรณ์หรือศูนย์

แอปพลิเคชั่นทั่วไปอยู่ในโหลดเซลล์ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยที่ออฟเซ็ต DC บางตัว


5

อย่างที่คนอื่น ๆ พูดกันมันมีสัญญาณเข้าสองอันสำหรับแต่ละสัญญาณซึ่งหนึ่งในนั้นถูกลบออกจากอีกสัญญาณหนึ่ง

สิ่งนี้ทำให้คุณมีอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนมากขึ้นเพราะ

  • ระดับอินพุตสูงสุดคือ 6 dB ที่สูงขึ้น
  • สัญญาณรบกวนที่ไม่ได้เกี่ยวข้องของอินพุตทั้งสองนั้นรวมกันให้สูงขึ้นเพียง 3 เดซิเบล
  • มันตัดเสียงรบกวนในโหมดทั่วไป (ถ้าแรงดันกราวด์ของ ADC นั้นผันผวนเมื่อเทียบกับพื้นดินของสิ่งที่วัดเช่นอินพุตทั้งสองจะเลื่อนขึ้นและลงพร้อมกันและสิ่งนี้จะถูกยกเลิกหากทั้งสองอินพุตขับเคลื่อนจาก op-amp เดียวกัน และเสียงแหล่งจ่ายไฟบางส่วนกำลังเข้าสู่ทั้งสองเอาต์พุตซึ่งจะถูกยกเลิกเป็นต้น)

3

เป็นการยากที่จะบอกว่าสิ่งที่คุณกำลังพูดถึงโดยไม่มีการอ้างอิง แต่ฉันเดาว่าคุณกำลังพูดถึง ADC ที่มีการป้อนข้อมูลคู่ที่แตกต่างกัน

คู่ที่แตกต่างคือสิ่งที่ดีที่ช่วยให้คุณเพิ่มการแกว่งของแรงดันไฟฟ้าที่รับรู้เป็นสองเท่าโดยไม่ต้องเพิ่มแหล่งจ่ายและทำให้เกิดเสียงรบกวนเพิ่มเติม โดยพื้นฐานแล้วสิ่งที่เกิดขึ้นก็คือแทนที่จะมีสัญญาณอ้างอิงถึงกราวด์ทั้งสองสายนั้นตรงกันข้ามทั้งหมด เมื่อหนึ่งบรรทัดอยู่ที่ + 1.3V ส่วนอีกเส้นอยู่ที่ -1.3V แรงดันไฟฟ้าของสายทั้งสองไปยังพื้นดินเพียง 1.3V แต่เนื่องจาก ADC กำลังแปลงความต่างศักย์ของสัญญาณเหล่านี้คุณมี 2.6V

ฉันสมมติว่าคุณกำลังพูดถึง ADC ซึ่งตัวอย่างสัญญาณที่แตกต่างกัน

มีการใช้คู่ที่ต่างกันซึ่งคุณต้องการ จำกัด แรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำ Ethernet และ USB นั้นมีทั้งสัญญาณที่แตกต่างกัน RF จำนวนมากมีสัญญาณต่างกัน หากคุณทำการล่าสัตว์ใน Google คุณจะพบข้อมูลจำนวนมาก


การส่งสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียลจะลดปริมาณการรบกวนที่ปล่อยออกสู่สิ่งอื่น เส้นที่สมดุลกับอินพุตที่แตกต่างกันช่วยลดปริมาณสัญญาณรบกวนที่มาจากสิ่งอื่น พวกเขามักจะรวมกัน แต่พวกเขาไม่จำเป็นต้องเป็น
endolith

1
ถ้าคุณอยู่ในจุดสิ้นสุดของคู่ที่แตกต่างกันคุณกำลังทำมันเพื่อสร้างภูมิคุ้มกันทางเสียง หากคุณกำลังสิ้นสุดการส่งสัญญาณคุณมักจะทำเพื่อการปล่อยและ / หรือภูมิคุ้มกันเสียง ฉันเดาว่าฉันไม่ได้ทำให้ชัดเจนพอ
akohlsmith

3

อีกประเด็นที่ยังไม่ได้กล่าวถึงคือ ADC ทั่วไปซึ่งออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาสัญญาณ 0-3 โวลต์ให้แม่นยำหนึ่งมิลลิโวลต์ (12 บิต) อาจไม่ดีกว่าความแม่นยำหนึ่งมิลลิโวลต์เมื่อพยายามแก้ไขสัญญาณดิฟเฟอเรนซ์ 0.1 โวลต์ สัญญาณโหมดสามัญสองโวลต์ (เช่นมันอาจมีความแม่นยำที่มีประโยชน์ 8 บิต) ในขณะที่ ADC ซึ่งถูกออกแบบมาเพื่อแก้ไขสัญญาณขนาดเล็กจะสามารถทำงานได้ดีขึ้นมาก ADC ขนาด 12 บิตสามารถออกแบบเพื่อวัตถุประสงค์ดังกล่าวเพื่อให้ความแม่นยำที่เป็นประโยชน์ 12 บิตพร้อมสัญญาณ 0.1 โวลต์โดยไม่ต้องออกแบบให้มีความแม่นยำ 16 บิตสำหรับสัญญาณขนาดใหญ่)


1

Differential ADC เป็นอุปกรณ์ปลายทางสองเครื่อง โดยหลักการแล้วจะใช้ความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าในอาคารทั้งสองและแปลงให้เป็นเลขฐานสองของส่วนประกอบ 2 ฉันจะบอกว่ามันเป็นเรื่องธรรมดาที่จะเห็น ADC ประเภทนี้ใช้สำหรับสัญญาณที่แตกต่างกันไปตาม GND เนื่องจากในการแปลงเชิงลบมีความหมายในบริบทนี้ ADC แบบปลายเดี่ยวเป็นอุปกรณ์หนึ่งเทอร์มินัลที่แรงดันไฟฟ้าถูกแปลงเป็นเลขฐานสองโดยการเปรียบเทียบกับการอ้างอิงภายใน (กราวด์) โดยทั่วไปแล้วจะใช้สำหรับเซ็นเซอร์ที่มีแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นตรงตามสัดส่วนกับปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้น


เพียงชี้แจงว่าสิ่งที่ ADC ส่งออกเป็นข้อมูลดิจิตอลนั้นไม่ขึ้นอยู่กับการนำวงจรอะนาล็อกไปใช้ ตัวอย่างเช่น TI ADS8519 เป็น ADC ส่วนต่างที่อนุญาตให้ผู้ใช้เลือกไบนารีเอาต์พุตแบบสองส่วนหรือสองส่วน
spade78

@ spade78 ฉันเข้าใจโดย "เลขฐานสองตรง" คุณหมายถึง "เลขฐานสองที่ไม่ได้ลงชื่อ" ใช่ไหม
vicatcu

มีการเซ็นชื่อหรือไม่ได้ลงนามไม่มากนักเช่นเดียวกับวิธีที่รหัสบิตแมปกับแรงดันไฟฟ้า Straight binary ถูกกำหนดใน ADS8519 เนื่องจาก binary 0 ถูกแมปกับรางลบ binary 32768 หมายถึง 0V และไบนารี 65535 (อุปกรณ์ 16 บิต) ถูกแมปกับรางบวก
spade78

1
อุปกรณ์บางอย่างให้คุณเลือกการเข้ารหัสซึ่งโดยปกติจะอยู่ระหว่างการเซ็นชื่อและไม่ได้ลงชื่อ สนุกจริง: สิ่งที่พวกเขามักจะทำคือกลับด้านที่สูง
Mike DeSimone
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.