Agus tú ag dearadh le tiontaire analógach go digiteach (ADC), is furasta a chreidiúint trí dhearmad go mbeidh laghdú suntasach ar an gcóimheas comhartha-go-torann (SNR) má laghdaítear an comhartha ionchuir chun freastal ar raon lánscála an ADC. ).
Tá imní ar leith ar dhearthóirí córais a gcaithfidh déileáil le luascáin leathanvoltais faoi seo. Ina theannta sin, i gcomparáid le ADCanna atá á gcumhachtú ag voltais níos airde, tá ADCanna atá á gcumhachtú ag voltais ísle (5V nó níos ísle) níos éagsúla.
De ghnáth bíonn tomhaltas cumhachta níos mó agus leagan amach an bhoird chiorcaid níos casta mar thoradh ar sholáthar voltais níos airde (mar shampla, teastaíonn níos mó toilleoirí díchúplála).
Is comharthaí ardvoltais bipolar iad go leor comharthaí a ghineann braiteoirí nó córais (amhail an comhartha ± 10V a úsáidtear go forleathan). Mar sin féin, tá go leor bealaí simplí ann chun an comhartha seo a rith tríd an ADC; is féidir réitigh chomhtháite ardvoltais ADC éagsúla a úsáid freisin: féadann sé an comhartha ionchuir lánscála mór seo a láimhseáil gan SNR a íobairt. Éilíonn na réitigh seo voltas soláthair an-ard chun na riachtanais raon ionchuir a chomhlíonadh, agus tá a n-ídiú cumhachta measartha mór freisin (Fíor 1). Déanann na ADCanna ardvoltais seo cúngú ar roghnú réitigh aeroiriúnaithe comhartha (op amp). Más gá an comhartha a ilphléacsáil le teaglaim d’ionchuir ardvoltais agus ísealvoltais, tiocfaidh méadú suntasach ar chostas an chórais (Fíor 2).
Is féidir leat an aimplitheoir ionchuir a úsáid freisin chun an comhartha a scála chun raon ionchuir lánscála an ADC ísealvoltais a mheaitseáil. Is féidir an ciorcad aeroiriúnaithe comhartha seo a nascadh le hionchur ilphléacsáilte ionas gur féidir leis na comharthaí go léir a bheith ar aon dul leis an raon ADC (Fíor 3).
Nuair a úsáidtear aimplitheoir le haghaidh scálú voltais comhartha, déantar tagairt don torann d’ionchur an aimplitheoir. Ag an am seo, tá dhá phríomhfhoinse torainn ann: torann tagartha ionchuir an aimplitheoir féin, agus torann tagartha ionchuir laghdaithe an ADC. Cuirtear an dá fhoinse torainn seo le chéile i dtéarma cearnógach. Ina theannta sin, déantar torann an aimplitheoir a scagadh freisin ag bandaleithead ionchuir an ADC agus an scagaire frith-ailiastaithe idir an aimplitheoir agus ionchur ADC, féach Fíor 4.
Fíor 4: Tugann an aimplitheoir súmáil isteach torann, ach déanann an ciorcad RC agus líonra ionchuir an ADC an torann a scagadh.
Is í foirmle ríofa an chórais SNR (críochfort ionchuir aimplitheoir):
Cá háit: Is é VnADC torann RMS ionchuir an ADC; Is é VnOPA torann tagartha ionchuir an aimplitheoir (X oiread an tagartha ionchuir) = minicíocht aon-cuaille -3dB.
I bhfianaise raon lánscála an ADC, torann tagartha ionchuir ADC, agus fachtóir scála an aimplitheoir, tá dhá athróg ann a rachaidh i bhfeidhm ar sprioc laghdú caillteanais SNR: minicíocht scoite an scagaire agus torann tagartha ionchuir an aimplitheoir.
Má tá comhpháirteanna minicíochta íseal ag an bhfoinse comhartha, is féidir scagaire a dhearadh ionas gur féidir leis an aimplitheoir torann ionchuir níos mó a fhulaingt (de ghnáth bíonn torann ionchuir níos airde bainteach le tomhaltas agus costas cumhachta níos ísle). Má chuireann an ADC teorainn le bandaleithead an chórais, ní mór go mbeadh torann tagartha ionchuir íseal go leor ag an aimplitheoir chun an caillteanas SNR a rialú laistigh de raon inghlactha.
Mar shampla, má thugtar comhartha ionchuir ± 10V agus ADC raon lánscála 5VP-P le SNR de 92dB, is é an fachtóir scála (cóimheas an ionchuir leis an raon lánscála) ná 4. Is é torann tagartha ionchuir ADC i is é 44.4 nV RMS an bhileog sonraí. Ag glacadh leis gurb é 10kHz minicíocht scoite an scagaire agus gurb é 10nV / (Hz) 1/2 torann tagartha ionchuir an aimplitheoir, is é an caillteanas SNR: SNR (caillteanas) = 0.035dB.
Mura bhfuil aon scagaire ann agus má ghlactar leis gurb é 10MHz an bandaleithead ADC, chun an caillteanas SNR céanna a bhaint amach, déantar an torann tagartha ionchuir riachtanach 0.3nV / (Hz) 1/2. Tá an riachtanas seo an-dian.
Maidir le ADC a bhfuil an bandaleithead céanna 10MHz aige, má cheadaítear SNR (caillteanas) = 0.5dB, is é riachtanas torainn an aimplitheoir 4nV / (Hz) 1/2, atá réasúnta éasca a chur i bhfeidhm.
Dá bhrí sin, má thugtar bandaleithead an chórais agus an caillteanas SNR incheadaithe, is réiteach iomlán indéanta é aimplitheoir comhréireach a chur leis chun an comhartha ardvoltais a thiontú go ADC ísealvoltais sa raon lánscála. Nuair a bheirtear comharthaí iolracha a bhfuil amplitudes swing éagsúla acu chuig ADC ilvoltais ísealvoltais, is féidir leis an réiteach seo córas costéifeachtach a bhaint amach.
Ár táirge eile:
