Automatizační technika A/D a D/A převodníky Automatizační technika

Analogově digitální převodník (zkratky A/D, v angličtině i ADC) je elektronická součástka určená pro převod spojitého (neboli analogového) signálu na signál diskrétní (neboli digitální). Důvodem tohoto převodu je umožnění zpracování původně analogového signálu na číslicových počítačích.

Komparační analogově-číslicové převodníky Jedná se o nejrychlejší AD převodníky s dobou převodu asi 10 ns. Zde se porovná v jednom taktu měřené napětí s řadou referenčních napěťových úrovní vzhledu k měřenému napětí Ux a převede se do dvojkového kódu. Každé referenční úrovni je přiřazen jeden napěťový komparátor, takže pro n-bitový převodník je třeba 2n-1 napěťových komparátorů.

Integrační AČP s dvoutaktní integrací Tento typ převodníku se často používá v multimetrech. Vlastní převod probíhá ve dvou taktech. Na začátku měřícího cyklu je integrační kondenzátor vybitý a čítač vynulovaný. V prvním taktu je na vstup integrátoru přivedeno vstupní napětí a čítač čítá impulsy krystalového generátoru. Absolutní hodnota napětí na integrátoru se zvyšuje se strmostí danou velikostí vstupního napětí. Tento děj probíhá tak dlouho, dokud nedojde k zaplnění čítače (přetečení). V okamžiku přetečení čítače (všechny výstupy jsou ve stavu L) je zahájen druhý takt, přepne se přepínač a na vstup integrátoru se připojí referenční napětí opační polarity, než je vstupní napětí. Absolutní hodnota výstupního napětí integrátoru se zmenšuje. Jakmile dosáhne nulové hodnoty, překlopí komparátor a tím se ukončí převod.

D/A převodníků D/A převodníky zajišťují převod vstupní číslicové informace (datového slova) na výstupní analogový signál, obvykle na odpovídající hodnotu elektrického napětí (méně často elektrického proudu). Na výstupu převodníku však nemůžeme nastavit libovolnou hodnotu analogového signálu, výstupní signál je schodovitý, jeho hodnoty mohou nabývat pouze diskrétních hodnot.

Tříbitový D/A převodník s váhovou strukturou odporové sítě Řídicí veličinou je vstupní datové slovo, předávané prostřednictvím datové sběrnice. Jednotlivé bity vstupního slova s váhou 20, 21, 22, … , 2n ovládají jednotlivé elektrické přepínače, které mají v sérii odpory o takových hodnotách, že každá další hodnota je vždy dvojnásobkem předcházející.

Tříbitový D/A převodník s příčkovou strukturou odporové sítě Vstupní proud z referenčního zdroje napětí se dělí v každém uzlu a odpovídá dvojkové váze. Jelikož odpory mají stejnou, resp. srovnatelnou hodnotu, mohou být vyrobeny stejnou technologií, čímž dosáhnem snadněji jejich stejnou toleranci a teplotní závislost. Struktura odporové sítě je uspořádána tak, že příspěvek každého následujícího bitu nalevo od každého uzlu je R. V důsledku toho příspěvek následujícího bitu k výstupnímu analogovému napětí se vždy zmenšuje s násobkem 0,5. Pomocí principu superpozice dostaneme stejný vztah pro výstupní analogové napětí jako v předchozího převodníku