A/D변환기-동시 변환

목차

1) A/D변환기-동시 변환

2) A/D변환기 카운터 방식

3)연속형 A/D변환

4) A/D변환 기술

5) 이중 기울기 A/D변환

본문내용

카운터를 통과하는 것이 허용된다. 램프가 고정된 주기
{t }_{1 }
동안 진행되는 것을 허용하고, 주기
{t }_{1 }
은 카운트 탐지기에 의해 결정된다. 고정된 주기
{t }_{1 }
의 끝에 실제 전압
{V}_{c }
는 미지의 입력
{V}_{x}
에 의존할 것이다. 왜냐하면, 적분기에서
{V}_{c }
=-(
{V}_{x} /RC)× {t}_{1}
이라는 것을 알기 때문이다. 카운터가
{t }_{1 }
고정된 카운트에 도달했을 때, 콘트롤 장치는 10진 카운터를 모두 0으로 클리어 시키기 위해 펄스를 생성하고 적분기 입력을 negative참조 전압
{V}_{r}
로 교환한다. 이제 적분기는 -
{V}_{c }
초기에 시작하고 전압이 0.0V까지 확실하게 증가하면서 램프를 발생시키기 시작할 것이다. 항상 카운터는 계산되고 변환 사이클은
{V}_{c }
=0.0V일 때 끝난다. 왜냐하면 이제는 CLOCK GATE의 기능이 억제되었기 때문이다. 이 positive 램프의 방정식은
{V}_{c }
=
({V }_{r }/RC)
×
{t }_{2 }
이다. 이 경우, 이 램프
( {V }_{r }/RC)
의 경사는 일정하며 시간
{t }_{2 }
는 변동적이다. 사실, 적분기 출력 전압이 0.0V에서 시작해서 -
{V}_{c }
로 적분되고 다시 0.0V로 적분되기 때문에
{V}_{c }
를 위해서 주어진 두 개의 방정식을 같다고 놓을 수 있다. 즉
{V }_{r }/RC× {t }_{1 }= { {V }_{r } } over {RC }× {t }_{2 }
RC값을 양변에서 소거하면
{V }_{x }= {V }_{r }× { {t }_{1 } } over { {t }_{2 } }
만 남을 것이다.
{V}_{r}
은 알려진 참조 전압이고
{t }_{1 }
{t }_{1 }
은 미리 결정된 시간이다. 그리고 미지의 입력 전압은 직접적으로 변동 주기
{t}_{2}
에 비례한다. 그러나 이 주기는 정확하게 변환 시이클의 끝에 있는 10진 카운터의 내용이다. 여기서 명백한 이점은 위의 방정식의 양쪽에서 RC가 소거된다는 것이다. 다른 말로 하면 이 기술은 R이나 C의 절대값이나 다른 값의 변동에 무관하다. 간단
한 예로써⑨에서 클럭이 1.0㎒라 가정하고 참조 전압이 -1.0Vdc이고 고정주기
{t }_{1 }
이 1000㎲이고 적분기의 RC시간 상수가 RC=1.0㎳에서 세트된다. 주기
{t }_{1 }
동안, 적분기 전압
{V}_{c }
는 만약
{V}_{x}
=1.0V이면 -1.0Vdc로 기울어 질 것이다. 그때 시간
{t}_{2}
동안 모든 경로가 0.0V가 될 때까지 기울어 질 것이다. 그리고 이것은 100㎲의 시간을 요구한다. 왜냐하면 이 기울기의 경사가 1.0V/㎳ 에서 고정되었기 때문이다. 이제 출력 장치는 1000라 읽을 것이고 그림⑨이중기울기A/D변환기 이것을 1.000V라 한다. 이 ADC의 작동을 표현하는 다른 방 법을
{t}_{2}
에 대해 방정식
{V}_{x}
=
{V}_{r}
(
{t}_{2}
/
{t }_{1 }
)을 푸는 것이다. 왜냐하면
{t}_{2}
는 디지털 출력 정보이기 때문이다. 그래서
{t}_{2}
=(
{V}_{x}
/
{V}_{r}
)
{t }_{1 }
이다. 만약 위에서 주어진 것이 같은 값이 응용되면 미지의 입력 전압
{V}_{x}
=2.75V는 디지털화 될 것이고 장치에서 10진법을 사용해서 그 정보
{t}_{2}
=(2,75/1.0)1000=2750또는 2.75V가 될 것이다. 우리는
{t }_{1 }
=1000을 사용했고 클럭 펄스의 수가 주기
{t }_{1 }
동안 발생했다는 것을 주목해야 한다. 마찬가지로
{t}_{2}
는 주기
{t}_{2}
동안 발생한 클럭 펄스의 수이다.
A/D변환에 대한 동시 변환 방법은 매우 속도가 빠르나 수 비트 이상의 분해능에 대하여는 매우 번거롭다. 카운터형 A/D변환기는 다소 늦기는 하나 높은 분해능의 신호를 디지털화 하는 데는 훨씬 더 합리적인 해답을 나타낸다. 연속적 변환 방법과 축차 근사의 방법, 그리고 구간 카운터의 방법은 모두 훨씬 빠른 변환 시간으로 이끌어 주는 카운터형 A/D변환기의 변형이다. 이중 기울기(dual-slope) A/D변환기는 앞에 기술한 방법보다 조금은 느리지만 싼 가격의 회로로 아주 좋은 정확도를 가져다준다. 이중 기울기 ADC는 디지털 전압계에 널리 쓰이다.

키워드

A/D변환기,   동시 변환,   카운터 방식,   출력,   변환기