Bộ biến đổi ADC

Các bộ chuyển đổi ADC thuộc trong những thiết bị được sử dụng rộng rãi nhất để thu dữ liệu. Các máy tính số sử dụng các giá trị nhị phân, nhưng trong thế giới vật lý thì mọi đại lượng ở dạng tương tự (liên tục).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bộ biến đổi ADCBỘ BiẾN ĐỔI ADCKhái niệm về ADC Các bộ chuyển đổi ADC thuộc trong những thiết bị được sử dụng rộng rãi nhất đểthu dữ liệu. Các máy tính số sử dụng các giá trị nhị phân, nhưng trong thế giới vật lýthì mọi đại lượng ở dạng tương tự (liên tục). Nhiệt độ, áp suất (khí hoặc chất lỏng), độ ẩm và vận tốc và một số ít trọng nhữngđại lượng vật lý của thế giới thực mà ta gặp hàng ngày. Một đại lượng vật lý đượcchuyển về dòng điện hoặc điện áp qua một thiết bị được gọi là các bộ biến đổi. Cácbộ biến đổi cũng có thể được coi như các bộ cảm biến. Mặc dù chỉ có các bộ cảmbiến nhiệt, tốc độ, áp suất, ánh sáng và nhiều đại lượng tự nhiên khác nhưng chúngđều cho ra các tín hiệu dạng dòng điện hoặc điện áp ở dạng liên tục. Quỏ trỡnh lấy mẫu :Lấy mẫu là đổi 1 tớn hiệu liờn tục thời gian thành tớn hiệu rời rạc thời gian (tớn hiệusố).Mạch lấy mẫu cú 2 nhiệm vụ chớnh :• Lấy mẫu tớn hiệu tương tự tại cỏc thời điểm khỏc nhau và cỏch đều nhau ,núi cỏchkhỏc đõy là quỏ trỡnh rời rạc húa tớn hiệu về mặt thời gian.• Lượng tử húa và mó húa tớn hiệu: quỏ trỡnh lượng tử húa về bản chất là quỏ trỡnhlàm trũn số được thực hiện theo nguyờn tắc so sỏnh ,tớn hiệu cần chuyển đổi được sosỏnh với 1 đơn vị chuẩn.cũn mó húa là quỏ trỡnh sắp xếp lại kết quả đó lượng tửtheo 1 quy luật nhất định tựy thuộc vào loại mó húa yờu cầu ở đầu ra bộ biến đổi.Các phương pháp chuyển đổi A/D Chuyển đổi song song : Tín hiệu cần chuyển đổi được so sánh cùng 1lúc với nhiều giá trị chuẩn ,vì vậy các bit được xác định đồng thời và đưađến đầu ra . Chuyển đổi nối tiếp theo mã đếm :Quá trình so sánh được thực hiện từng bước theo quy luật mã đếm .kếtquả chuyển đổi được xác định bằng cách đếm số lượng giá trị tín hiệucần chuyển đổi.+Chuyển đổi nối tiếp theo mã nhị phân :Quá trình so sánh được thực hiện từng bước theo quy luật của mã nhịphân. Các đơn vị chuẩn dùng để so sánh lấy các giá trị giảm dần theomã nhị phân ,do đó các bit được xác định lần lượt từ bit MSB đến bit LSB+Chuyển đổi song song –nối tiếp kết hợp :Trong Phương pháp này qua mỗi bước so sánh có thể xác định được tốithiểu là 2 bit đồng thời .-Một số loại IC ADC : ADC0801,ADC0802,ADC0803,ADC0804,ADC0805…..Chip ADC 804 Chíp ADC 804 là bộ chuyển đổi tương tự số trong họ các loạt ADC 800 từ hãngNational Semiconductor. Nó cũng được nhiều hãng khác sản xuất, nó làm việc với +5vvà có độ phân giải là 8 bít. Ngoài độ phân giải thì thời gian chuyển đổi cũng là một yếutố quan trọng khác khi đánh giá một bộ ADC Thời gian chuyển đổi được định nghĩa như là thời gian mà bộ ADC cần để chuyểnmột đầu vào tương tự thành một số nhị phân. Trong ADC 804 thời gian chuyển đổi thayđổi phụ thuộc vào tần số đồng hồ được cấp tới chân CLK và CLK IN nhưng không thểnhanh hơn 110s. Các chân của ADC 804 được mô tả như sau Sơ đồ chõn ADC 08041- CS (chip select) - chọn chip Là một đầu vào tích cực mức thấp được sử dụng để kích hoạt chíp ADC 804. Để truy cập ADC 804 thì chân này phải ở mức thấp.2- RD (Read) – Đọc Chân (đọc): Đây là một tín hiệu đầu vào được tích cực mức thấp.. Khi CS = 0 nếu một xung cao - xuống - thấp được áp đến chân thì đầu ra số 8 bít được hiển diện ở các chân dữ liệu D0 - D7. Chân cũng được coi như cho phép đầu ra.3 - WR (Write) -Chân ghi Đây là chân đầu vào tích cực mức thấp được dùng để báo cho ADC 804 bắt đầu quá trình chuyển đổi. Nếu CS = 0 khi tạo ra xung cao - xuống - thấp thì bộ ADC 804 bắt đầu chuyển đổi giá trị đầu vào tương tự Vin về số nhị phân 8 bít. Lượng thời gian cần thiết để chuyển đổi thay đổi phụ thuộc vào tần số đưa đến chân CLK IN và CLK R. Khi việc chuyển đổi dữ liệu được hoàn tất thì chân INTR được ép xuống thấp bởi ADC 8044 - Chân CLK IN và CLK R. Chân CLK IN là một chân đầu vào được nốitới một nguồn đồng hồ ngoài khi đồng hồ ngoàiđược sử dụng để tạo ra thời gian. Tuy nhiên804 cũng có một máy tạo xung đồng hồ. Để sửdụng máy tạo xung đồng hồ trong của 804 thìcác chân CLK IN và CLK R được nối tới mộttụ điện và một điện trở như hình 12.5. Trongtrường hợp này tần số đồng hồ được xác địnhbằng biểu thức: f=1,1/RC R = 10k và C= 150pF vàtần số nhận được là f = 606kHz 5 - Ngắt INTR ( interrupt) Đây là chân đầu ra tích cực mức thấp. Bình thường nó ở trạng thái cao và khi việc chuyển đổi hoàn tất thì nó xuống thấp để báo cho CPU biết là dữ liệu được chuyển đổi sẵn sàng để lấy đi. Sau khi xuống thấp, ta đặt CS = 0 và gửi một xung cao 0 xuống - thấp tới chân lấy dữ liệu ra của 804.6 - 7- Chân Vin (+) và Vin (-). Đây là các đầu vào tương tự vi sai mà Vin = Vin (+) - Vin (-). Thông thường Vưin (-) được nối xuống đất và Vin (+) được dùng như đầu vào tương tự được chuyển đổi về dạng số.20 - Chân VCC. Đây là chân nguồn nuối +5v, nó cũng được ...