అనలాగ్-టు-డిజిటల్ కన్వర్టర్ - ప్రయోజనం, వర్గీకరణ మరియు ఆపరేషన్ సూత్రం

అనలాగ్-టు-డిజిటల్ కన్వర్టర్ (ADC) అని పిలువబడే ఎలక్ట్రానిక్ పరికరం అనలాగ్ సిగ్నల్‌ను డిజిటల్ సిగ్నల్‌గా మార్చడానికి ఉపయోగించబడుతుంది (చదవగలిగే బైనరీ కోడ్ టైప్ సీక్వెన్స్‌లో). అనలాగ్ సిగ్నల్‌ను డిజిటల్‌గా మార్చే ప్రక్రియలో, కిందివి అమలు చేయబడతాయి: నమూనా, పరిమాణీకరణ మరియు కోడింగ్.

ఒకదానికొకటి అనుసరించే క్లాక్ సిగ్నల్స్ యొక్క నిర్దిష్ట విరామాలు మరియు వ్యవధులతో అనుబంధించబడిన సమయ క్షణాలలో వ్యక్తిగత (వివిక్త) విలువల యొక్క సమయ-నిరంతర అనలాగ్ సిగ్నల్ నుండి నమూనాలను తీసుకోవడం నమూనాగా అర్థం అవుతుంది.

పరిమాణీకరణ అనేది నమూనా సమయంలో ఎంచుకున్న అనలాగ్ సిగ్నల్ యొక్క విలువను సమీప పరిమాణ స్థాయికి చుట్టుముట్టడాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు క్వాంటైజేషన్ స్థాయిలు వాటి స్వంత క్రమ సంఖ్యను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఈ స్థాయిలు ఒకదానికొకటి స్థిరమైన డెల్టా విలువతో విభిన్నంగా ఉంటాయి, ఇది పరిమాణీకరణ దశ కంటే మరేమీ కాదు.

ఖచ్చితంగా చెప్పాలంటే, నమూనా అనేది ఒక నిరంతర ఫంక్షన్‌ను వివిక్త విలువల శ్రేణిగా సూచించే ప్రక్రియ, మరియు పరిమాణీకరణ అనేది సిగ్నల్ (విలువలు) స్థాయిలుగా విభజించడం. కోడింగ్ విషయానికొస్తే, ఇక్కడ కోడింగ్ అనేది ముందుగా నిర్ణయించిన కోడ్‌ల కలయికతో పరిమాణీకరణ ఫలితంగా పొందిన మూలకాల యొక్క పోలికగా అర్థం అవుతుంది.

వోల్టేజ్‌ని కోడ్‌గా మార్చడానికి అనేక పద్ధతులు ఉన్నాయి. అదనంగా, ప్రతి పద్ధతులు వ్యక్తిగత లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి: ఖచ్చితత్వం, వేగం, సంక్లిష్టత. మార్పిడి పద్ధతి ప్రకారం, ADCలు మూడుగా వర్గీకరించబడ్డాయి

• సమాంతరంగ

• స్థిరమైన,

• సీరియల్-సమాంతర.

ప్రతి పద్ధతికి, కాలక్రమేణా సిగ్నల్‌ను మార్చే ప్రక్రియ దాని స్వంత మార్గంలో కొనసాగుతుంది, అందుకే పేరు. పరిమాణీకరణ మరియు ఎన్‌కోడింగ్ ఎలా నిర్వహించబడుతుందనే దానిపై తేడాలు ఉన్నాయి: మార్చబడిన సిగ్నల్‌కు డిజిటల్ ఫలితాన్ని అంచనా వేయడానికి సీరియల్, సమాంతర లేదా సీరియల్-సమాంతర విధానం.

సమాంతర అనలాగ్-టు-డిజిటల్ కన్వర్టర్ యొక్క రేఖాచిత్రం చిత్రంలో చూపబడింది. సమాంతర ADCలు వేగవంతమైన అనలాగ్-టు-డిజిటల్ కన్వర్టర్లు.

ఎలక్ట్రానిక్ పోలిక పరికరాల సంఖ్య (మొత్తం DA కంపారిటర్‌ల సంఖ్య) ADC యొక్క సామర్థ్యానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది: రెండు బిట్‌లకు మూడు కంపారిటర్‌లు సరిపోతాయి, మూడుకి ఏడు, నలుగురికి 15 మొదలైనవి. రెసిస్టర్ వోల్టేజ్ డివైడర్ స్థిరమైన రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్‌ల పరిధిని సెట్ చేయడానికి రూపొందించబడింది.

ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ (ఈ ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ విలువ ఇక్కడ కొలుస్తారు) అన్ని కంపారిటర్‌ల ఇన్‌పుట్‌లకు ఏకకాలంలో వర్తించబడుతుంది మరియు ఈ రెసిస్టివ్ డివైడర్ పొందేందుకు అనుమతించే వాటి యొక్క అన్ని రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్‌లతో పోల్చబడుతుంది.

నాన్-ఇన్వర్టింగ్ ఇన్‌పుట్‌లను రిఫరెన్స్ కంటే ఎక్కువ వోల్టేజ్‌తో అందించిన కంపారిటర్‌లు (ఇన్‌వర్టింగ్ ఇన్‌పుట్‌కు డివైడర్ ద్వారా వర్తించబడుతుంది) అవుట్‌పుట్ వద్ద ఒక లాజిక్‌ను అందిస్తారు, మిగిలినవి (ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ రిఫరెన్స్ కంటే తక్కువగా లేదా దానికి సమానంగా ఉంటుంది. సున్నా) సున్నా ఇస్తుంది.

అప్పుడు ఎన్‌కోడర్ కనెక్ట్ చేయబడింది, దాని పని వాటిని మరియు సున్నాల కలయికను ప్రామాణిక, తగినంతగా అర్థం చేసుకున్న బైనరీ కోడ్‌గా మార్చడం.

సీరియల్ మార్పిడి కోసం ADC సర్క్యూట్‌లు సమాంతర కన్వర్టర్ సర్క్యూట్‌ల కంటే తక్కువ వేగాన్ని కలిగి ఉంటాయి, కానీ అవి సరళమైన ప్రాథమిక డిజైన్‌ను కలిగి ఉంటాయి.ఇది కంపారిటర్, మరియు లాజిక్, క్లాక్, కౌంటర్ మరియు డిజిటల్-టు-అనలాగ్ కన్వర్టర్‌ని ఉపయోగిస్తుంది.

ఫిగర్ అటువంటి ADC యొక్క రేఖాచిత్రాన్ని చూపుతుంది. ఉదాహరణకు, కంపారిటర్ సర్క్యూట్ యొక్క ఇన్‌పుట్‌కు వర్తించే కొలిచిన వోల్టేజ్ రెండవ ఇన్‌పుట్ (రిఫరెన్స్) యొక్క రాంప్ సిగ్నల్ కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, కౌంటర్ గడియార జనరేటర్ యొక్క పప్పులను లెక్కిస్తుంది. కొలిచిన వోల్టేజ్ లెక్కించిన పప్పుల సంఖ్యకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుందని ఇది మారుతుంది.

సిరీస్-సమాంతర ADCలు కూడా ఉన్నాయి, ఇక్కడ అనలాగ్ సిగ్నల్‌ను డిజిటల్ సిగ్నల్‌గా మార్చే ప్రక్రియ అంతరిక్షంలో వేరు చేయబడుతుంది, కాబట్టి గరిష్ట ట్రేడ్-ఆఫ్ వేగం కనీస సంక్లిష్టతతో సాధించబడిందని తేలింది.