ממיר מתייחס למכשיר הממיר אות אחד למשנהו. האות הוא צורת המידע או המוביל שלו. בציוד מכשור אוטומטי ובמערכות בקרה אוטומטיות, אות אחד מומר לרוב לאות אחר בהשוואה לערך הסטנדרטי או לנקודת התייחסות על מנת לחבר בין שני סוגי המכשירים. לכן, הממיר הוא לרוב שני מכשירים (או התקן).
מבוא ממיר AD
- סיווג ממירי AD
להלן מציגים בקצרה את העקרונות והמאפיינים הבסיסיים של מספר סוגים נפוצים: סוג אינטגרלי, סוג קירוב עוקב, סוג השוואה מקבילית/סוג מקבילי טורית, סוג אפנון סיגמא-דלתא, קבל סוג השוואה עוקב של מערך ו מתח- סוג המרת תדרים.
1) סוג אינטגרלי (כגון TLC7135)
עקרון העבודה של AD אינטגרלי הוא להמיר את הקלט מתח בזמן (אות רוחב הדופק) או התדר (תדירות הדופק), ואז הערך הדיגיטלי מתקבל על ידי הטיימר / הדלפק. היתרון הוא שניתן להשיג רזולוציה גבוהה במעגל פשוט, אך החיסרון הוא שמכיוון שדיוק ההמרה תלוי בזמן האינטגרציה, יחס ההמרה נמוך במיוחד. רוב ממירי ה- AD החד-שבביים הראשוניים השתמשו בסוג אינטגרלי, וכעת סוג ההשוואה העוקב הפך בהדרגה למיינסטרים.
2) סוג השוואה רצוף (כגון TLC0831)
ההשוואה העוקבת AD מורכבת משווה וממיר DA באמצעות לוגיקת השוואה עוקבת. החל מ- MSB, מתח הקלט מושווה ברצף ליציאת ממיר ה- DA המובנה עבור כל סיבית, וערך דיגיטלי יוצא לאחר השוואות n. סולם המעגלים בינוני. יתרונותיו הם במהירות גבוהה, צריכת חשמל נמוכה ומחיר גבוה ברזולוציה נמוכה (12 ביט).
3) סוג השוואה מקבילית / סוג השוואה מקבילי סדרתי (כגון TLC5510)
סוג השוואה מקבילית AD משתמש בהשוואה מרובה לביצוע המרות רק לצורך השוואה אחת, המכונה גם סוג פלאש (מהיר). בשל יחס ההמרה הגבוה ביותר, המרת n-bit דורשת משוואות 2n-1. לכן גם סולם המעגלים גדול מאוד והמחיר גבוה. זה מתאים רק לאזורים עם מהירויות גבוהות במיוחד כמו ממירי וידאו AD.
המבנה של סוג ההשוואה הסדרתי-מקבילי AD הוא בין הסוג המקביל לסוג ההשוואה העוקב. זה האופייני ביותר מורכב משני ממירי AD מקבילים מסוג n / 2-bit וממירי DA. ההמרה מתבצעת על ידי שתי השוואות, ולכן היא נקראת זה סוג של חצי פלאש (חצי מהיר). ישנם גם שלושה צעדים או יותר להשגת המרת AD הנקראים רב-שלבים (רב-שלבים / תת-השתלבות) מסוג AD, ומנקודת המבט של תזמון ההמרה ניתן לכנות גם סוג צינור (צינור) AD, המודעה המודרנית ההיררכית הוסיפה גם מספר רב של תוצאות ההמרה משמשות להפעלה דיגיטלית לשינוי תכונות ופונקציות אחרות. סוג זה של מהירות AD גבוה יותר מסוג ההשוואה העוקב, וסולם המעגלים קטן מהסוג המקביל.
4) סוג אפנון Σ-Δ (Sigma? / FONT> delta) (כגון AD7705)
ה- AD is-Δ מורכב משולב, משווה, ממיר DA 1 ביט, ומסנן דיגיטלי. באופן עקרוני זה דומה לסוג האינטגרלי. מתח הכניסה מומר לאות זמן (רוחב דופק) ומעובד על ידי פילטר דיגיטלי לקבלת ערך דיגיטלי. החלק הדיגיטלי של המעגל הוא פשוט קל לשבב יחיד, ולכן קל להשיג רזולוציה גבוהה. משמש בעיקר עבור שמע ומדידה.
5) סוג השוואה עוקב אחר מערך קבלים
מערך הקבלים סוג השוואה רצוף AD מאמץ את שיטת מטריצת הקבלים בממיר ה- DA המובנה, אשר יכול להיקרא גם סוג חלוקה מחדש של מטענים. הערכים של רוב הנגדים באופן כללי נַגָד ממירי מערך DA חייבים להיות עקביים, ולא קל ליצור נגדים ברמת דיוק גבוהה על שבב יחיד. אם משתמשים במערך קבלים במקום a נַגָד מערך, ניתן לבצע ממיר AD מונוליטי ברמת דיוק גבוהה בעלות נמוכה. מרבית ממירי ה- AD ההשוואה העוקבים אחרונה הם מסוג מערך הקבלים.
6) סוג המרת תדר מתח (כגון AD650)
ממיר תדרים מתח (ממיר תדרים מתח) מיישם המרה אנלוגית לדיגיטלית באמצעות המרה עקיפה. העיקרון הוא להמיר תחילה את האות האנלוגי הקלט לתדר, ואז להשתמש במונה להמרת התדר לכמות דיגיטלית. בתיאוריה, ניתן להגדיל את הרזולוציה של AD זה כמעט לאינסוף, כל עוד זמן הדגימה יכול לענות על רוחב מספר הדופק המצטבר הנדרש על ידי רזולוציית תדר המוצא. יתרונותיו הם ברזולוציה גבוהה, בצריכת חשמל נמוכה ובמחיר נמוך, אך נדרש מעגל ספירה חיצוני כדי להשלים את המרת AD ביחד. - האינדיקטורים הטכניים העיקריים של ממיר AD
1) רזולוציה (רזולוציה) מתייחסת לכמות השינוי באות האנלוגית כאשר הערך הדיגיטלי משתנה בכמות מינימלית, המוגדרת כיחס הסולם המלא ל -2 n. רזולוציה נקראת גם דיוק, בדרך כלל מבוטאת במספר הספרות של האות הדיגיטלי.
2) יחס המרה (יחס המרה) מתייחס לדדי הזמן הנדרש להשלמת המרת AD מאנלוגית לדיגיטלית. זמן ההמרה של AD אינטגרלי הוא אלפיות השנייה, כלומר AD במהירות נמוכה, השוואה רצופה AD היא מיקרו-שניות ו- AD במהירות בינונית, ו- AD מקבילית / טורית-מקבילה מלאה יכולה להגיע לננו-שניות. זמן הדגימה הוא מושג נוסף, המתייחס למרווח בין שתי המרות. על מנת להבטיח השלמה נכונה של ההמרה, קצב הדגימה (Sample Rate) חייב להיות קטן או שווה לשיעור ההמרה. לכן, מקובל על אנשים מסוימים להשוות את יחס ההמרה באופן מספרי לשיעור הדגימה. יחידות נפוצות הן ksps ו- msps, כלומר קילו / מיליון דגימות לשנייה (קילו / מיליון דוגמאות לשנייה).
3) שגיאת כימות (שגיאת כמות) השגיאה הנגרמת על ידי הרזולוציה הסופית של AD, כלומר המקסימום בין עקומת מאפייני ההעברה המדורגת של רזולוציה סופית AD לבין עקומת מאפייני ההעברה (קו ישר) של רזולוציה אינסופית AD (AD אידיאלי) חֲרִיגָה. לרוב מדובר בחצי או חצי מהווריאציה האנלוגית הדיגיטלית הקטנה ביותר, המתבטאת ב- 1LSB, 1 / 1LSB.
4) שגיאת קיזוז את הערך שבו אות הפלט אינו אפס כאשר אות הקלט הוא אפס, ניתן לכוונן למינימום באמצעות פוטנציומטר חיצוני.
5) שגיאה בקנה מידה מלא (שגיאה מלאה בקנה מידה) ההבדל בין אות הכניסה המתאים לערך אות הכניסה האידיאלי בפלט בקנה מידה מלא.
6) לינאריות (לינאריות) הסטייה המקסימלית בין פונקציית ההעברה של הממיר בפועל לקו הישר האידיאלי, למעט שלוש השגיאות הנ"ל.
מדדים אחרים כוללים: דיוק מוחלט, דיוק יחסי, אי ליניאריות דיפרנציאלית, מונוטוניות וקוד ללא שגיאות, עיוות הרמוני מוחלט (THD) ואי ליניאריות אינטגרלית. - ממיר DA
אין הבדל גדול בהרכב המעגל הפנימי של ממיר ה- DA, והוא מסווג בדרך כלל על פי היציאה היא זרם או מתח והאם ניתן להכפיל אותה. רוב ממירי ה- DA מורכבים ממערך נגדים ומתגי זרם (או מתגי מתח). החלף את המתג על פי ערך הקלט הדיגיטלי כדי ליצור זרם (או מתח) הפרופורציוני לכניסה. בנוסף, ישנם גם מקורות זרם קבועים המוצבים בתוך המכשיר על מנת לשפר את הדיוק. באופן כללי, מכיוון ששגיאת המיתוג של המתג הנוכחי קטנה, משתמשים ברוב המעגלים הנוכחיים של סוג המתג. אם המעגל מסוג המתג הנוכחי מוציא ישירות את הזרם שנוצר, זהו ממיר זרם DA הנוכחי. בנוסף, המעגל מסוג מתג המתח הוא ממיר DA מתח יציאה ישיר.
1) סוג יציאת מתח (כגון TLC5620)
למרות שיש ממירי DA עם פלט מתח המוציאים ישירות מתח ממערך נגדים, הם בדרך כלל משתמשים במגבר פלט מובנה להפקה עם עכבה נמוכה. התקנים המוציאים מתח ישיר משמשים רק לעומסי עכבה גבוהה. מכיוון שאין עיכוב בחלק מגבר הפלט, הם משמשים לעתים קרובות כממירי DA מהירים.
2) סוג פלט נוכחי (כגון THS5661A)
ממירי DA מסוג פלט זרם לעיתים רחוקות משתמשים ישירות בפלט הנוכחי, ורובם מחוברים למעגל המרת מתח זרם כדי להשיג תפוקת מתח. זו האחרונה כוללת שתי שיטות: האחת היא לחבר נגד עומס רק לסיכת המוצא כדי לבצע המרת מתח זרם; זהו מגבר תפעולי חיצוני. השיטה של המרת מתח זרם עם התנגדות עומס, למרות שהמתח יכול להופיע על סיכת המוצא הנוכחית, יש להשתמש בו בטווח מתח המוצא שצוין, ובגלל עכבת המוצא הגבוהה, משתמשים בו בדרך כלל עם מגבר תפעולי חיצוני. בנוסף, רוב ממירי ה- CMOSDA אינם יכולים לפעול כראוי כאשר מתח המוצא אינו אפס, לכן יש לחבר מגבר תפעולי חיצוני. כאשר משתמשים במגבר תפעולי חיצוני להמרת זרם-מתח, תצורת המעגל זהה בעצם לסוג פלט המתח של המגבר המובנה. בשלב זה, בשל הוספת העיכוב של ממיר ה- DA לזמן ההגדרה הנוכחי של ממיר ה- DA, התגובה הופכת לאטית יותר. בנוסף, המגבר התפעולי במעגל זה נוטה להתנודד בגלל הקיבול הפנימי של סיכת המוצא, ולעתים יש צורך בפיצוי פאזה.
3) סוג כפל (כגון AD7533)
יש ממירי DA שמשתמשים במתח ייחוס קבוע, ויש שמוסיפים אות AC לקלט מתח הייחוס. האחרון נקרא ממיר DA מכפיל מכיוון שהוא יכול לקבל את התוצאה של הכפלת הקלט הדיגיטלי ואת קלט מתח הייחוס. ממיר DA מכפל מסוג יכול בדרך כלל לא רק לבצע כפל, אלא גם יכול לשמש כמחליש המוחלש דיגיטלית את אות הקלט ומוונן שמווסת את אות הקלט. [1]
4) ממיר DA
ממיר ה- DA של ביט אחד שונה לחלוטין משיטת ההמרה הנ"ל. הוא ממיר את הערך הדיגיטלי למודולציה של רוחב הדופק או לפלט אפנון תדרים, ואז משתמש במסנן דיגיטלי לצורך ממוצע לקבלת פלט מתח כללי (המכונה גם שיטת זרם סיביות). לאודיו ואירועים אחרים. - האינדיקטורים הטכניים העיקריים של ממיר DA:
1) רזולוציה (רזולוציה) מתייחסת ליחס בין הפלט האנלוגי המינימלי (המתאים לכמויות דיגיטליות רק הסיבית הנמוכה ביותר היא '1') למקסימום (כמויות דיגיטליות תואמות כולן ספרות חוקיות '1')
2) הגדרת זמן היא הזמן הדרוש להמרת כמות דיגיטלית לאות אנלוגי יציב, והיא יכולה להיחשב גם כזמן ההמרה. זמן ההתיישבות משמש לעתים קרובות ב- DA לתיאור מהירותו, ולא בשיעור ההמרה הנפוץ ב- AD. באופן כללי, זמן ההתייצבות של תפוקת הזרם DA קצר יותר, ופלט המתח DA ארוך יותר.