CÔNG TY LẮP ĐẶT CAMERA UY TÍN

Chi Tiết Bài Viết

Liên hệ
Trang chủ Giải Pháp Kỹ Thuật HƯỚNG DẪN CÁCH CHUYỂN ĐỔI TíN HIỆU ANALOG SANG DiGITAL

HƯỚNG DẪN CÁCH CHUYỂN ĐỔI TíN HIỆU ANALOG SANG DiGITAL

Bộ chuyển đổi tín hiệu từ analog sang digital (ADC) là một thành phần quan trọng khi nói đến việc xử lý các hệ thống kỹ thuật số giao tiếp với tín hiệu thời gian thực. Với việc IoT phát triển nhanh chóng để được áp dụng trong cuộc sống hàng ngày, các tín hiệu trong thế giới thực / thời gian thực phải được đọc bởi các hệ thống kỹ thuật số này để cung cấp chính xác thông tin quan trọng. Chúng tôi sẽ đi sâu vào cách thức hoạt động của ADC cũng như cách chuyển đổi tín hiệu Analog sang Digital cụ thể nhất trong ngành camera quan sát. 

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

ADC hoạt động như thế nào? Phương pháp chuyển đổi ADC

Trong thế giới thực, tín hiệu analog là tín hiệu có chuỗi liên tục với các giá trị liên tục (có một số trường hợp có thể là hữu hạn). Những loại tín hiệu này có thể đến từ âm thanh, ánh sáng, nhiệt độ và chuyển động. Tín hiệu số được biểu thị bằng một chuỗi các giá trị riêng biệt trong đó tín hiệu được chia thành các chuỗi phụ thuộc vào chuỗi thời gian hoặc tốc độ lấy mẫu. Cách dễ nhất để giải thích điều này thông qua một hình ảnh! Hình 1 cho thấy một ví dụ tuyệt vời về tín hiệu analog và kỹ thuật số trông như thế nào.

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Hình 1: Tín hiệu liên tục mạch chuyển đổi analog sang digital

Vi điều khiển có thể đọc các giá trị trừ khi dữ liệu kỹ thuật số của nó. Điều này là do các bộ vi điều khiển chỉ có thể nhìn thấy các cấp độ của điện áp điện tử, phụ thuộc vào độ phân giải của ADC và điện áp hệ thống. ADC theo một trình tự khi mạch chuyển đổi tương tự sang số. Đầu tiên, họ lấy mẫu tín hiệu, sau đó định lượng tín hiệu để xác định độ phân giải của tín hiệu và cuối cùng đặt giá trị nhị phân và gửi đến hệ thống để đọc tín hiệu số. Hai khía cạnh quan trọng của ADC là tốc độ lấy mẫu và độ phân giải của nó.

Tỷ lệ lấy mẫu / Tần suất

Tốc độ lấy mẫu ADC còn được gọi là tần số lấy mẫu, có thể được gắn với tốc độ ADC. Tốc độ lấy mẫu được đo bằng cách sử dụng các mẫu trên mỗi giây, trong đó các đơn vị tính bằng SPS hoặc S / s (hoặc nếu bạn sử dụng tần số lấy mẫu, thì nó sẽ được tính bằng Hz). Điều này đơn giản có nghĩa là cần bao nhiêu mẫu hoặc điểm dữ liệu trong vòng một giây. ADC lấy càng nhiều mẫu, tần số càng cao có thể xử lý.

Một phương trình quan trọng về tỷ lệ mẫu là:

fs = 1 / T

fs = Tỷ lệ mẫu / Tần suất

T = Thời gian lấy mẫu hoặc thời gian cần thiết trước khi lấy mẫu lại

Ví dụ, trong Hình 1, có vẻ như fs là 20 S / s (hoặc 20 Hz), trong khi T là 50 ms. Tốc độ mẫu rất chậm, nhưng tín hiệu vẫn phát ra analog như tín hiệu analog gốc. Điều này là do tần số của tín hiệu gốc là 1 Hz chậm, có nghĩa là tần số vẫn đủ tốt để tái tạo tín hiệu analog.

Điều gì xảy ra khi tốc độ lấy mẫu chậm hơn đáng kể? Bạn có thể hỏi. Điều quan trọng là phải biết tốc độ lấy mẫu của ADC bởi vì bạn sẽ cần phải biết nếu nó sẽ gây ra răng cưa. Bí danh có nghĩa là khi một hình ảnh / tín hiệu kỹ thuật số được tái tạo, nó khác rất nhiều so với hình ảnh / tín hiệu gốc gây ra từ việc lấy mẫu.

Nếu tốc độ lấy mẫu chậm và tần số tín hiệu cao, ADC sẽ không thể tái tạo tín hiệu analog gốc sẽ khiến hệ thống đọc dữ liệu không chính xác. Một ví dụ tốt được hiển thị trong Hình 2.

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Hình 2: Một ví dụ về cách khử răng cưa xảy ra

Trong ví dụ này, bạn có thể thấy nơi lấy mẫu xảy ra trong tín hiệu đầu vào analog. Đầu ra của tín hiệu digital hoàn toàn không gần với tín hiệu gốc vì tốc độ lấy mẫu không đủ cao để theo kịp tín hiệu analog. Điều này gây ra hiện tượng răng cưa và bây giờ hệ thống kỹ thuật digital sẽ thiếu hình ảnh đầy đủ của tín hiệu analog.

Một nguyên tắc nhỏ khi tìm hiểu liệu răng cưa sẽ xảy ra là sử dụng Định lý Nyquist. Theo định lý, tốc độ / tần số lấy mẫu cần ít nhất gấp đôi tần số cao nhất trong tín hiệu để tạo lại tín hiệu analog gốc. Phương trình sau đây được sử dụng để tìm tần số Nyquist:

fNyquist = 2fMax

fNyquist = tần số Nyquist

fMax = Tần số tối đa xuất hiện trong tín hiệu

Ví dụ: nếu tín hiệu bạn nhập vào hệ thống kỹ thuật số có tần số tối đa 100 kHz, thì tốc độ lấy mẫu trên ADC của bạn cần phải bằng hoặc lớn hơn 200 kS / s. Điều này sẽ cho phép tái tạo thành công tín hiệu ban đầu.

Cũng cần lưu ý rằng có những trường hợp nhiễu bên ngoài có thể đưa tần số cao bất ngờ vào tín hiệu analog, điều này có thể làm gián đoạn tín hiệu vì tốc độ mẫu không thể xử lý được tần số nhiễu đã thêm. Luôn luôn là một ý tưởng tốt để thêm bộ lọc khử răng cưa (bộ lọc thông thấp) trước khi ADC và lấy mẫu bắt đầu, vì nó có thể ngăn chặn các tần số cao bất ngờ để đưa nó vào hệ thống.

Độ phân giải của ADC

Độ phân giải ADC có thể được gắn với độ chính xác của ADC. Độ phân giải của ADC có thể được xác định bởi độ dài bit của nó. Một ví dụ nhanh về cách nó giúp tín hiệu số phát ra tín hiệu chính xác hơn được hiển thị trong Hình 3. Khi bạn tăng độ dài bit, các mức tăng làm cho tín hiệu thể hiện chặt chẽ hơn tín hiệu analog gốc.

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Nếu bạn cần mức điện áp chính xác để hệ thống của bạn đọc, thì độ phân giải bit rất quan trọng để biết. Độ phân giải phụ thuộc vào cả chiều dài bit và điện áp tham chiếu. Các phương trình này giúp bạn tìm ra tổng độ phân giải của tín hiệu mà bạn đang cố gắng nhập bằng thuật ngữ điện áp:

Kích thước bước = VRef / N

Kích thước bước = Độ phân giải của từng cấp về điện áp

VRef = Tham chiếu điện áp (phạm vi điện áp)

N = Tổng kích thước cấp của ADC

Để tìm kích thước N, sử dụng phương trình này: N = 2n

n = Kích thước bit

Ví dụ, một sóng hình sin có dải điện áp 5 cần phải được đọc. ADC có kích thước bit là 12 bit. Cắm 12 đến n trên phương trình 4 và N sẽ là 4096. Với tham chiếu đã biết và điện áp được đặt thành 5V, bạn sẽ có: Kích thước bước = 5V / 4096. Bạn sẽ thấy rằng kích thước bước sẽ vào khoảng 0,00122V (hoặc 1,22mV). Điều này là chính xác vì hệ thống kỹ thuật số sẽ có thể biết khi nào điện áp thay đổi với độ chính xác là 1,22mV. Nếu ADC có độ dài bit rất nhỏ, giả sử chỉ có 2 bit, thì độ chính xác sẽ giảm xuống chỉ còn 1,25V, rất kém vì nó sẽ chỉ có thể báo cho hệ thống bốn cấp điện áp (0V, 1.25V, 2.5V, 3.75V và 5V).

Hình 4 cho thấy độ dài bit phổ biến và số lượng mức của chúng. Nó cũng cho thấy kích thước bước sẽ là bao nhiêu cho tham chiếu 5V. Bạn có thể thấy mức độ chính xác của nó khi độ dài bit tăng.

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Hình 4: Độ dài bit và số cấp và kích thước bước của chúng cho phạm vi tham chiếu 5V

Với việc hiểu cả độ phân giải và tốc độ mẫu của ADC, bạn có thể thấy tầm quan trọng của việc biết các giá trị này và những gì mong đợi từ ADC của bạn.

Thiết bị analog ADC

Các thiết bị analog có một loạt các ADC chất lượng cao và đáng tin cậy có thể là các bộ chuyển đổi mục đích chung hoặc đặc biệt. Dưới đây là một vài điều cần xem xét:

AD7175-2 (Độ phân giải tối đa: 24 bit | Tốc độ mẫu tối đa: 250 kSPS)

AD7175-2 là bộ chuyển đổi analog digital Delta-Sigma cho đầu vào băng thông thấp. Nó có độ ồn thấp, xử lý nhanh, ghép kênh, 2/4 kênh có tốc độ quét kênh tối đa 50 kSPS (20 Lời) cho dữ liệu được xử lý hoàn toàn. Tốc độ dữ liệu đầu ra có thể dao động từ 5 SPS đến 250 kSPS. Bạn cũng có thể định cấu hình thiết lập riêng cho từng kênh đầu vào analog đang sử dụng và có thể có độ phân giải tối đa 24 bit. Các ứng dụng bao gồm: điều khiển quá trình (mô-đun PLC / DCS), đo nhiệt độ và áp suất, thiết bị đa kênh y tế và khoa học và sắc ký.

AD9680 (Độ phân giải tối đa: 14 bit | Tốc độ mẫu tối đa: 1,25 GSPS)

ADC này có băng thông công suất đầy đủ rộng, hỗ trợ lấy mẫu IF tín hiệu lên đến 2GHz. Nó có bốn bộ lọc phân rã băng rộng tích hợp và các khối dao động điều khiển số (NCO) hỗ trợ các máy thu đa băng tần. Với các đầu vào được đệm với kết thúc đầu vào có thể lập trình, nó giúp giảm bớt việc thiết kế và thực hiện bộ lọc. Các ứng dụng bao gồm: thông tin liên lạc, radio phần mềm đa năng, máy thu vệ tinh ultrawideband, thiết bị đo, radar và nhiều hơn nữa.

AD7760 (Độ phân giải tối đa: 24 bit | Tốc độ mẫu tối đa: 2,5 MSPS)

AD7760 là một ADC sigma-delta hiệu suất cao, kết hợp băng thông đầu vào và tốc độ cao với lợi ích của chuyển đổi sigma-delta để đạt được hiệu suất 100 dB ANR ở 2,5 MSPS, lý tưởng cho việc thu thập dữ liệu tốc độ cao. Nó có thể đơn giản hóa quá trình thiết kế với phạm vi động rộng kết hợp với các yêu cầu khử răng cưa giảm đáng kể. Các ứng dụng bao gồm: hệ thống thu thập dữ liệu, phân tích rung động và thiết bị đo.

Tham khảo thêm: Nên lắp camera IP hay Analog? Đâu là sự lựa chọn đúng đắn nhất

7 Bước để biến đổi tín hiệu analog và digital thành công (Tính toán nhiễu để điều hòa tín hiệu phù hợp)

Bước 1: Mô tả đầu ra điện của cảm biến hoặc phần trước khối khuếch đại

Tín hiệu có thể đến trực tiếp từ cảm biến hoặc có thể đã đi qua các bộ lọc EMI và RFI trước khối khuếch đại. Để thiết kế khối khuếch đại, người ta cần biết các đặc tính ac và dc của tín hiệu và nguồn điện có sẵn. Việc biết đặc tính và mức nhiễu của tín hiệu cung cấp manh mối về phạm vi điện áp đầu vào và mức nhiễu chúng ta có thể cần khi chọn ADC. Hãy giả sử rằng chúng ta có một cảm biến phát ra tín hiệu 10 kHz với biên độ toàn dải là 250 mV p-p (88,2 mV rms) và nhiễu p-p 25 μV. Ngoài ra, hãy giả sử rằng chúng tôi có sẵn nguồn cung cấp 5 V trong hệ thống của mình. Với thông tin này, chúng ta sẽ có thể tính được tỷ lệ nhiễu tín hiệu ở đầu vào ADC ở bước 2. Để đơn giản hóa việc bẻ khóa và nhầm lẫn dữ liệu, giả sử rằng chúng tôi thiết kế giải pháp này cho hoạt động ở nhiệt độ phòng.

Bước 2: Tính toán yêu cầu ADC

Loại ADC nào, tốc độ mẫu nào, bao nhiêu bit và thông số kỹ thuật nhiễu nào chúng ta cần? Bằng cách biết biên độ tín hiệu đầu vào và thông tin nhiễu từ bước 1, chúng ta có thể tính tỷ lệ tín hiệu / nhiễu (SNR) tại đầu vào khối khuếch đại. Chúng ta cần chọn một ADC có tỷ số nhiễu tín hiệu tốt hơn. Biết SNR sẽ giúp chúng ta tính toán số bit hiệu quả (ENOB) khi chọn ADC. Mối quan hệ này được thể hiện trong các phương trình sau đây. Cả SNR và ENOB luôn được chỉ định trong bất kỳ bảng dữ liệu ADC tốt nào. Trong ví dụ này, SNR 86,8 dB yêu cầu và ENOB 14,2 bit buộc chúng ta phải chọn bộ chuyển đổi analog digital 16 bit. Ngoài ra, tiêu chí Nyquist nói rằng tốc độ lấy mẫu, fs, phải ít nhất gấp đôi tần số đến tối đa, vây, do đó, ADC 20 kSPS sẽ đủ. Tiếp theo, chúng ta cần thiết kế một giải pháp tổng thể với mật độ nhiễu không vượt quá 416 nV / √Hz. Điều này đặt nhiễu của mạch điều hòa tín hiệu ở 1/10 của nhiễu đầu vào.

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Hình 1. Chuỗi điều hòa tín hiệu điển hình

Bước 3: Tìm tham chiếu điện áp ADC + tối ưu để thực hiện chuyển đổi tín hiệu

Có sẵn một bộ tiêu chí tìm kiếm, có nhiều cách để tìm ra ADC có thể phù hợp với yêu cầu. Một trong những cách dễ nhất để tìm ADC 16 bit là sử dụng công cụ tìm kiếm trên trang web của nhà sản xuất. Bằng cách nhập độ phân giải và tỷ lệ mẫu, một số lựa chọn được đề xuất. Nhiều ADC 16 bit chỉ định 14,5 bit ENOB. Nếu bạn muốn có hiệu suất tiếng ồn tốt hơn, hãy sử dụng oversampling để đẩy ENOB lên đến 16 bit (cải thiện n-bit được lấy từ 4n oversampling). Với oversampling, người ta có thể sử dụng ADC có độ phân giải thấp hơn: ADC 12 bit được ghép quá mức 256 (44 oversampling) sẽ mang lại hiệu suất nhiễu 16 bit. Trong ví dụ của chúng tôi, điều này có nghĩa là ADC 12 bit với tốc độ mẫu 5.126 MHz (20 kSPS × 256). Hoặc, một bộ ADC 14 bit được ghép bởi 42; hoặc 1.28 MSPS có thể tốt hơn. Những chi phí này, tuy nhiên, như AD7685 16 bit, 250 kSPS ADC. ADC ADS85 16 bit PulSAR® được chọn từ danh sách. Bộ chuyển đổi này có tốc độ mẫu 90 dB SNR và 250 kSPS để phù hợp với yêu cầu của chúng tôi. Các tham chiếu điện áp XFE® chính xác ADR421 / ADR431 được khuyến nghị sử dụng với ADC này. Phạm vi đầu vào 2,5 V vượt quá thông số kỹ thuật đầu vào p-p 250 mV của chúng tôi.

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Đầu vào tham chiếu AD7685 có trở kháng đầu vào động, do đó, nó nên được tách rời với các cuộn cảm ký sinh tối thiểu bằng cách đặt một tụ điện tách gốm gần các chân và kết nối nó với các dấu vết trở kháng thấp, rộng. Một tụ điện chip gốm 22 μF sẽ cung cấp hiệu suất tối ưu.

Bước 4: Tìm mức tăng tối đa và xác định tiêu chí tìm kiếm cho op amp

Biết phạm vi điện áp đầu vào của ADC sẽ giúp chúng tôi thiết kế khối khuếch đại. Để tối đa hóa phạm vi động của chúng tôi, chúng tôi cần đạt mức tăng cao nhất có thể với tín hiệu đầu vào đã cho và phạm vi đầu vào ADC. Điều này có nghĩa là chúng ta có thể thiết kế các khối tăng của mình để có mức tăng 10 cho ví dụ trên tay.

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Mặc dù AD7685 dễ điều khiển, bộ khuếch đại trình điều khiển cần phải đáp ứng một số yêu cầu nhất định. Ví dụ, tiếng ồn do bộ khuếch đại trình điều khiển tạo ra cần phải được giữ ở mức thấp nhất có thể để duy trì hiệu suất nhiễu SNR và chuyển tiếp của AD7685, nhưng hãy nhớ rằng khối khuếch đại khuếch đại cả tín hiệu và nhiễu. Để giữ tiếng ồn ở cùng mức trước và sau khối khuếch đại, chúng ta cần chọn một bộ khuếch đại và các thành phần có độ ồn thấp hơn nhiều. Trình điều khiển cũng phải có hiệu suất THD tương xứng với AD7685 và phải giải quyết một bước toàn thang trên mảng tụ ADC ở mức 16 bit (0,0015%). Tiếng ồn phát ra từ bộ khuếch đại có thể được lọc thêm bằng bộ lọc ngoài.

Bao nhiêu tiếng ồn được cho phép ở đầu vào của opamp? Hãy nhớ rằng chúng ta cần thiết kế một giải pháp tổng thể có mật độ nhiễu không vượt quá 416 nV / rt-Hz. Chúng ta nên thiết kế một khối khuếch đại có mức nhiễu thấp hơn nhiều, giả sử hệ số 10 kể từ khi chúng ta tăng lên 10. Điều này sẽ đảm bảo rằng tiếng ồn từ bộ khuếch đại ít hơn nhiều so với mức nhiễu của cảm biến. Để tính toán biên độ nhiễu, chúng ta có thể giả định rằng tiếng ồn ở đầu vào của op amp là tổng tiếng ồn của op amp cộng với tiếng ồn của ADC.

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Bước 5: Tìm bộ khuếch đại tốt nhất và thiết kế khối khuếch đại

Thứ tự đầu tiên của việc lựa chọn op amp sau khi biết băng thông tín hiệu đầu vào là chọn một op amp có sản phẩm băng thông khuếch đại chấp nhận được (GBWP) và có thể xử lý tín hiệu này với lượng lỗi dc và ac tối thiểu. Để có được sản phẩm băng thông khuếch đại tốt nhất, băng thông tín hiệu, độ nhiễu và lỗi khuếch đại được yêu cầu. Những điều khoản này đều được định nghĩa dưới đây. Theo hướng dẫn, chọn bộ khuếch đại có băng thông khuếch đại lớn hơn 100 lần tín hiệu đầu vào BW nếu bạn muốn giữ sai số khuếch đại dưới 0,1%. Ngoài ra, chúng tôi cần một bộ khuếch đại giải quyết nhanh chóng và có khả năng ổ đĩa tốt. Hãy nhớ rằng ngân sách tiếng ồn của chúng tôi yêu cầu tiếng ồn tổng thể ở đầu vào của op amp phải nhỏ hơn 40,8 nV / √Hz, trong khi ADC chỉ định 7,9 nV / √Hz. Để tóm tắt các tiêu chí tìm kiếm cho op amp: UGBW> 1 MHz, nguồn cung cấp 5 V, nhiễu điện áp tốt, nhiễu hiện tại và thông số THD, lỗi dc thấp không làm giảm thông số ADC.

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Sử dụng một cách tiếp cận analog với tìm kiếm ADC, AD8641 được chọn làm ví dụ của chúng tôi. Bộ khuếch đại đầu vào JFE công suất thấp, chính xác của AD8641 có dòng điện phân cực đầu vào cực thấp và đầu ra từ đường ray đến đường ray có thể hoạt động với nguồn cung cấp từ 5 V đến 26 V. Thông số kỹ thuật có liên quan được nêu trong bảng dưới đây. Chúng ta có thể cấu hình op amp trong cấu hình không đảo với các giá trị thành phần được hiển thị trong bảng.

Bảng 1. Các giá trị thành phần cho giải pháp hoàn chỉnh được hiển thị trong Hình 3

Thành phầnGiá trị
R11,47 kΩ
R213,3 kΩ
R31,47 kΩ
En28,5 nV / √Hz
In50 fA / √Hz
Cf0,47 nF

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Hình 3. Giải pháp hoàn chỉnh

Tất cả các thành phần chủ động và thụ động tạo ra tiếng ồn của riêng chúng, vì vậy điều quan trọng là chọn các thành phần không làm giảm hiệu suất. Ví dụ, thật lãng phí khi mua một amp op có độ ồn thấp và bao quanh nó với các điện trở lớn. Hãy nhớ rằng điện trở 1 k có 4 nV nhiễu.

Như đã đề cập trước đó, một bộ lọc RC tùy chọn có thể được sử dụng giữa ADC và khối khuếch đại này, điều này sẽ giúp thu hẹp BW và cải thiện SNR.

Bước 6: Kiểm tra tổng nhiễu của giải pháp đối với các mục tiêu thiết kế của bạn

Điều cực kỳ quan trọng là phải hiểu rõ về tất cả các nguồn lỗi trong mạch được thiết kế. Để đạt được SNR tốt nhất, chúng ta cần viết ra phương trình nhiễu tổng thể cho giải pháp trên. Điều này được thể hiện trong phương trình dưới đây.

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Chúng ta có thể tính toán tổng nhiễu ở đầu vào của op amp và đảm bảo rằng nó nhỏ hơn 41,6 nV / √Hz như chúng ta đã dự định.

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Để tích hợp tổng nhiễu trên toàn bộ băng thông, chúng ta có thể thấy rằng tổng nhiễu ở đầu vào của ADC qua bộ lọc Băng thông của bộ lọc là 3.05 V, nhỏ hơn yêu cầu 4.16 μV của thiết kế. Nhiễu tần số thấp (1 / f) bị bỏ qua trong trường hợp này vì tần số góc của AD8641 dưới 100 Hz.

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Duy trì tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm tốt đòi hỏi phải chú ý đến nhiễu của mọi phần tử trong đường dẫn tín hiệu và bố trí PCB tốt. Tránh chạy các đường kỹ thuật số dưới bất kỳ ADC nào vì hai cặp nhiễu này trên khuôn, trừ khi một mặt phẳng dưới ADC được sử dụng làm lá chắn. Tín hiệu chuyển đổi nhanh, chẳng hạn như CNV hoặc đồng hồ, không bao giờ nên chạy gần đường dẫn tín hiệu analog. Crossover của tín hiệu kỹ thuật số và analog nên tránh.

Bước 7: Chạy mô phỏng và xác nhận

Sử dụng các mô hình Macro PSpice, có thể tải xuống từ trang ADI, có thể là điểm khởi đầu tốt để xác thực bất kỳ thiết kế mạch nào. Một mô phỏng nhanh cho thấy băng thông tín hiệu mà chúng tôi đã thiết kế giải pháp của mình. Hình 4 cho thấy phản hồi trước và sau bộ lọc RC tùy chọn ở đầu vào của AD7685.

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Hình 4. Mô phỏng băng thông của mạch trong Hình 3

Như được hiển thị trong Hình 5, tổng nhiễu đầu ra trên băng thông 10 kHz gần bằng 31 rV rms. Đây là ít hơn mục tiêu thiết kế của 41 V rms. Các nguyên mẫu chuẩn cần phải được xây dựng và toàn bộ giải pháp phải được xác nhận trước khi sản xuất đầy đủ.

Cách chuyển đổi tín hiệu analog sang digital

Hình 5. Mô phỏng đáp ứng nhiễu của mạch trong Hình 3

Tham khảo thêm: Ghi hình camera lên ổ cứng đám mây- Sử dụng lưu trữ camera IP trực tuyến

Với công suất thấp, thiết kế có ý thức về chi phí, nhiều hệ thống không thể mua được những bộ phận đắt nhất, cũng như không thể tiêu thụ năng lượng cao hơn cho các bộ phận có độ ồn thấp. Để đạt được mức nhiễu thấp nhất và hiệu suất tốt nhất từ ​​mạch điều hòa tín hiệu, các nhà thiết kế phải hiểu các nguồn nhiễu cấp thành phần. Duy trì tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm tốt đòi hỏi phải chú ý đến nhiễu của mọi phần tử trong đường dẫn tín hiệu. Bằng cách làm theo các bước trên, người ta có thể điều chỉnh thành công tín hiệu analog nhỏ và chuyển đổi nó bằng cách sử dụng ADC có độ phân giải rất cao.

CÔNG TY TNHH SẢN XUẤT XUẤT NHẬP KHẨU HABICO

Hotline: 0937.257.888

Email: habicovina@gmail.com

Website: https://habicovn.com/