వరుస ఉజ్జాయింపు (సార్) adc ఎలా పనిచేస్తుంది మరియు ఇది ఎక్కడ బాగా ఉపయోగించబడుతుంది?

ఒక డిజిటల్ కన్వర్టర్ (ADC) అనలాగ్ మాకు ఒక డిజిటల్ దృష్టికోణంలో లో అస్తవ్యస్తమైన వాస్తవ ప్రపంచంలో డేటా ప్రాసెస్ చేస్తుంది పరికరం యొక్క ఒక రకం. ఉష్ణోగ్రత, తేమ, పీడనం, స్థానం వంటి వాస్తవ-ప్రపంచ డేటాను అర్థం చేసుకోవడానికి, మనకు ట్రాన్స్‌డ్యూసర్లు అవసరం, అవన్నీ కొన్ని పారామితులను కొలుస్తాయి మరియు వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ రూపంలో తిరిగి విద్యుత్ సిగ్నల్ ఇస్తాయి. ఈ రోజుల్లో మా పరికరాల్లో ఎక్కువ భాగం డిజిటల్ కాబట్టి, ఆ సంకేతాలను డిజిటల్ సిగ్నల్‌గా మార్చడం అవసరం అవుతుంది. అక్కడే ADC వస్తుంది, అక్కడ అనేక రకాల ADC లు ఉన్నాయి, కానీ ఈ వ్యాసంలో, మేము ఎక్కువగా ఉపయోగించిన ADC రకాల్లో ఒకటి గురించి మాట్లాడబోతున్నాము, వీటిని వరుస ఉజ్జాయింపు ADC అని పిలుస్తారు. ప్రారంభ వ్యాసంలో, మేము ఆర్డునో సహాయంతో ADC యొక్క ప్రాతిపదిక గురించి మాట్లాడాము, మీరు ఎలక్ట్రానిక్స్‌కు కొత్తవారైతే మరియు ADC గురించి మరింత తెలుసుకోవాలనుకుంటున్నారా అని మీరు తనిఖీ చేయవచ్చు.

వరుస ఉజ్జాయింపు ADC అంటే ఏమిటి?

వరుస ఉజ్జాయింపు ADC అధిక రిజల్యూషన్ అప్లికేషన్లు తక్కువ ధర మీడియం ఎంపిక ADC ఉంది, SAR ADC లు తీర్మానం నమూనా రెండవ (MSP లు కూడా ప్రాతినిధ్యం) ప్రకారం 5 మెగా నమూనాలను వరకు వేగాన్ని, 18 బిట్స్ - 8 వరకు ఉంటుంది. అలాగే, తక్కువ విద్యుత్ వినియోగంతో దీనిని చిన్న రూప కారకంలో నిర్మించవచ్చు, అందుకే ఈ రకమైన ADC పోర్టబుల్ బ్యాటరీతో నడిచే పరికరాల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.

పేరు సూచించినట్లుగా, ఈ ADC విలువలను మార్చడానికి బైనరీ సెర్చ్ అల్గోరిథంను వర్తింపజేస్తుంది, అందువల్ల అంతర్గత సర్క్యూట్రీ అనేక MHZ వద్ద నడుస్తుంది, కాని సక్సెస్సివ్ ఉజ్జాయింపు అల్గోరిథం కారణంగా వాస్తవ నమూనా రేటు చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. మేము ఈ వ్యాసంలో తరువాత దాని గురించి మరింత చర్చిస్తాము.

వరుస ఉజ్జాయింపు ADC యొక్క పని

కవర్ చిత్రం ప్రాథమిక వరుస ఉజ్జాయింపు ADC సర్క్యూట్ చూపిస్తుంది. కానీ పని సూత్రాన్ని కొంచెం బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి, మేము దాని యొక్క 4-బిట్ వెర్షన్‌ను ఉపయోగించబోతున్నాము. క్రింద ఉన్న చిత్రం ఖచ్చితంగా చూపిస్తుంది.

మీరు గమనిస్తే, ఈ ADC లో కంపారిటర్, డిజిటల్ టు అనలాగ్ కన్వర్టర్ మరియు కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌తో పాటు వరుస ఉజ్జాయింపు రిజిస్టర్ ఉంటాయి. ఇప్పుడు, క్రొత్త సంభాషణ ప్రారంభమైనప్పుడల్లా, ఇన్పుట్ సిగ్నల్ యొక్క నమూనా మరియు హోల్డ్ సర్క్యూట్ నమూనాలను ఉంచండి. మరియు ఆ సిగ్నల్ DAC యొక్క నిర్దిష్ట అవుట్పుట్ సిగ్నల్‌తో పోల్చబడుతుంది.

ఇప్పుడు చెప్పండి, నమూనా ఇన్పుట్ సిగ్నల్ 5.8 వి. ADC యొక్క సూచన 10V. మార్పిడి ప్రారంభమైనప్పుడు, వరుస ఉజ్జాయింపు రిజిస్టర్ చాలా ముఖ్యమైన బిట్‌ను 1 కి మరియు అన్ని ఇతర బిట్‌లను సున్నాకి సెట్ చేస్తుంది. దీని అర్థం విలువ 1, 0, 0, 0 అవుతుంది, అంటే 10 వి రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ కోసం, DAC 5V విలువను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్‌లో సగం. ఇప్పుడు ఈ వోల్టేజ్ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్తో పోల్చబడుతుంది మరియు కంపారిటర్ అవుట్పుట్ ఆధారంగా, వరుస ఉజ్జాయింపు రిజిస్టర్ యొక్క అవుట్పుట్ మార్చబడుతుంది. క్రింద ఉన్న చిత్రం మరింత స్పష్టం చేస్తుంది. ఇంకా, మీరు DAC పై మరిన్ని వివరాల కోసం సాధారణ సూచన పట్టికను చూడవచ్చు. ఇంతకుముందు మేము ADC లు మరియు DAC లలో చాలా ప్రాజెక్టులు చేసాము, మీరు మరింత సమాచారం కోసం వాటిని తనిఖీ చేయవచ్చు.

దీని అర్థం DAC యొక్క అవుట్పుట్ కంటే విన్ ఎక్కువగా ఉంటే, చాలా ముఖ్యమైన బిట్ అలాగే ఉంటుంది మరియు తదుపరి బిట్ కొత్త పోలిక కోసం సెట్ చేయబడుతుంది. లేకపోతే, ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ DAC విలువ కంటే తక్కువగా ఉంటే, చాలా ముఖ్యమైన బిట్ సున్నాకి సెట్ చేయబడుతుంది మరియు తదుపరి పోలిక కొత్త పోలిక కోసం 1 కు సెట్ చేయబడుతుంది. ఇప్పుడు మీరు ఈ క్రింది చిత్రాన్ని చూస్తే, DAC వోల్టేజ్ 5V మరియు ఇది ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ కంటే తక్కువగా ఉన్నందున, చాలా ముఖ్యమైన బిట్ ముందు వచ్చే బిట్ ఒకదానికి మరియు ఇతర బిట్స్ సున్నాకి సెట్ చేయబడతాయి, ఈ ప్రక్రియ వరకు కొనసాగుతుంది ఇన్పుట్ వోల్టేజ్కు దగ్గరగా ఉన్న విలువ చేరుకుంటుంది.

ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ను నిర్ణయించడానికి మరియు అవుట్పుట్ విలువను ఉత్పత్తి చేయడానికి వరుస ఉజ్జాయింపు ADC ఒక సమయంలో 1 బిట్ను మారుస్తుంది. విలువ నాలుగు పునరావృతాలలో ఏమైనా కావచ్చు, మేము ఇన్పుట్ విలువ నుండి అవుట్పుట్ డిజిటల్ కోడ్ను పొందుతాము. చివరగా, నాలుగు-బిట్ వరుస ఉజ్జాయింపు ADC కోసం సాధ్యమయ్యే అన్ని కలయికల జాబితా క్రింద చూపబడింది.

మార్పిడి సమయం, వేగం మరియు వరుస ఉజ్జాయింపు ADC యొక్క తీర్మానం

మార్పిడి సమయం:

సాధారణంగా, N బిట్ ADC కోసం, ఇది N గడియార చక్రాలను తీసుకుంటుందని మేము చెప్పగలం, అంటే ఈ ADC యొక్క మార్పిడి సమయం అవుతుంది-

Tc = N x Tclk

* మార్పిడి సమయం కోసం టిసి చిన్నది.

మరియు ఇతర ADC ల మాదిరిగా కాకుండా, ఈ ADC యొక్క మార్పిడి సమయం ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ నుండి స్వతంత్రంగా ఉంటుంది.

మారుపేరు ప్రభావాలను నివారించడానికి, మేము 4-బిట్ ADC ని ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, వరుసగా 4 గడియారపు పప్పుల తర్వాత మేము ఒక నమూనా తీసుకోవాలి.

మార్పిడి వేగం:

ఈ రకమైన ADC యొక్క సాధారణ మార్పిడి వేగం సెకనుకు 2 - 5 మెగా శాంపిల్స్ (MSPS), అయితే 10 (MSPS) వరకు చేరగలవి చాలా తక్కువ. లీనియర్ టెక్నాలజీస్ చేత LTC2378 ఒక ఉదాహరణ.

స్పష్టత:

ఈ రకమైన ADC యొక్క రిజల్యూషన్ సుమారు 8 - 16 బిట్స్ కావచ్చు, కానీ కొన్ని రకాలు 20-బిట్ల వరకు వెళ్ళవచ్చు, ఉదాహరణ అనలాగ్ పరికరాల ద్వారా ADS8900B కావచ్చు.

వరుస ఉజ్జాయింపు ADC యొక్క ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

ఈ రకమైన ADC లు ఇతరులపై చాలా ప్రయోజనాలను కలిగి ఉన్నాయి. ఇది అధిక ఖచ్చితత్వం మరియు తక్కువ విద్యుత్ వినియోగాన్ని కలిగి ఉంది, అయితే ఇది ఉపయోగించడానికి సులభం మరియు తక్కువ జాప్యం సమయం ఉంది. జాప్యం సమయం సిగ్నల్ సముపార్జన ప్రారంభ సమయం మరియు ADC నుండి పొందటానికి డేటా అందుబాటులో ఉన్న సమయం, సాధారణంగా ఈ జాప్యం సమయం సెకన్లలో నిర్వచించబడుతుంది. కొన్ని డేటాషీట్లు ఈ పరామితిని మార్పిడి చక్రాలుగా సూచిస్తాయి, ఒక నిర్దిష్ట ADC లో, ఒక మార్పిడి చక్రంలో పొందటానికి డేటా అందుబాటులో ఉంటే, దీనికి ఒక సంభాషణ చక్రం జాప్యం ఉందని మేము చెప్పగలం. N చక్రాల తర్వాత డేటా అందుబాటులో ఉంటే, దానికి ఒక మార్పిడి చక్రం జాప్యం ఉందని చెప్పగలను. SAR ADC యొక్క ప్రధాన ప్రతికూలత దాని రూపకల్పన సంక్లిష్టత మరియు ఉత్పత్తి వ్యయం.

SAR ADC యొక్క దరఖాస్తులు

ఇది సాధారణంగా ఉపయోగించే ADC కాబట్టి, ఇది రోగిలో అమర్చగల బయోమెడికల్ పరికరాలలో ఉపయోగాలు వంటి అనేక అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది, ఈ రకమైన ADC లు ఉపయోగించబడతాయి ఎందుకంటే ఇది చాలా తక్కువ శక్తిని వినియోగిస్తుంది. అలాగే, చాలా స్మార్ట్ వాచ్‌లు మరియు సెన్సార్లు ఈ రకమైన ADC ని ఉపయోగించాయి.

సారాంశంలో, ఈ రకమైన ADC యొక్క ప్రాధమిక ప్రయోజనాలు తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం, అధిక రిజల్యూషన్, చిన్న రూప కారకం మరియు ఖచ్చితత్వం అని మేము చెప్పగలం. ఈ రకమైన అక్షరం ఇంటిగ్రేటెడ్ సిస్టమ్స్‌కు అనుకూలంగా ఉంటుంది. ప్రధాన పరిమితి దాని తక్కువ నమూనా రేటు మరియు ఈ ADC ని నిర్మించడానికి అవసరమైన భాగాలు, ఇది DAC, మరియు ఒక పోలిక, రెండూ ఖచ్చితమైన ఫలితాన్ని పొందడానికి చాలా ఖచ్చితంగా పని చేయాలి.