Odabiranje signala i A/D konvertori
1. Odabiranje signala
Odabiranje ili semplovanje (sampling) signala predstavlja proces očitavanja signala u odredjenim
vremenskim trenucima.
Slika1
Ovako dobijeni diskretni signal mora da sadrži sve važne informacije o analognom signalu. Da li
će se to postići zavisi od:
a) frekventnog sastava analognog signala (tj. od amplitudsko - frekventne karakteristike
analognog signala )
b) vremenskog razmaka izmedju dva odbirka
c) od ukupnog vremenskog trajanja uzorkovanja
Na slici 1 je prikazan analogni signal koji ima prostoperiodičnu zavisnost koji se očitava svake
sekunde i kome je očitano 11 vrednosti za 10 sekundi i te vrednosti su predstavljene u tabeli na
slici 1 sa desne strane grafika.
1.1 Period i frekvencija uzorkovanja
Period uzorkovanja ili odabiranja označen sa t predstavlja vremenski interval izmedju dva
odabiranja signala , a njegova recipročna vrednost predstavlja frekvenciju odabiranja ili brzinu
odabiranja ( sampling rate) f s.
a) Uticaj frekvencije uzorkovanja na kasniju rekonstrukciju uzorkovanog signala
Frekvencija uzorkovanja mora biti bar dva puta veća od najveće frekvencije koja se sadrži u
analognom signalu. Ovaj uslov proističe iz teoreme o uzorkovanju ili Nikvistove (Nyquist)
teoreme, a ona glasi :
Da bi frekventni sastav analognog signala bio tačno odredjen potrebno je da frekvencija
uzorkovanja fs bude više od dva puta veća od najveće frkvencije u sastavu signala, fmax) tj.
f s  2  f max
(1)
1
Kako je f s  , , tada period uzorkovanja mora biti
t
1
(2)
t 
2  f max
Ovo znači da je potrebno uzeti bar dva uzorka u svakom periodu signala.
U praksi period uzorkovanja treba da bude bar pet puta veći od najveće frekvencije analognog
signala se da bi se analogni signal dobro rekonstruisao , na osnovu uzorkovanog.
Na slici 2 je pokazan uticaj frekvencije uzorkovanja na rekonstrukciju prostog analognog
sinusnog signala frekvencije f=10Hz kada se analogni prosto periodični signal uzorkuje sa
frekvencijama uzorkovanja f s= 100Hz, 27Hz i 12Hz pri čemu poslednji slučaj ne zadovoljava
teormu o odabiranju .
Slika 2
Pošto je signal aa slici prostoperiodični u ovom slučaju je fmax= f =10 Hz, fs mora biti veće od 20
Hz (tj. fs>2fmax)
Na slici 2a) je prikazan osnovni analigni signal. Na slici 2b je prikazano uzokovanje sa
frekvencijom odabiranja 100Hz koja je 10 puta veća od fs . Dobijeni signal predstavljaju tačke na
grafiku i uočava se da se najprostijom rekonstrukcijom tj. spajanjem dobijenih tačaka dobija
rekonstruisan signal dosta blizak početnom. Na slici 2c) uzorkovanje je 27Hz što zadovoljava
teoremu o odabiranju , ali spajanjem tačaka dobijamo signal koji ima frekvenciju originalnog
signala, ali nije idealan po amplitudi). Na slici 2d uzorkovanje je vršeno sa 12 Hz što je manje od
2fmax. Vidi se da rekonstruisani signal ima manju frekvenciju. Tako da se ima utisak kao da je
analogni signal koji je rekonstruisan manje frekvencije, tj. dobili smo da je on lažno niže
frekvencije.
Tako, generalno ako uslov iz teoreme o odabiranju nije ispunjen u sastavu signala dobijenog
uzorkovanjem će se pojaviti lažne niže frekvencije koje nastaju preslikavanjem frekvencija
većih od fs/2 koje postoje u sastavu analognog signala na odgovarajuće niže frekvencije od fs/2.
U spektru uzorkovanog signala sve frekvencije u spektru i prave i lažno niže su manje od fs/2.
Ove lažno niže frekvencije koje se javlju u spektru uzorkovanog signala se nazivaju alias ( alias
na engleskom znači pseudonim, lažno ime) frekvencije, pa se ova pojava naziva aliasing.
Kada se u spektru signala nalazi više frekvencija , onda će se one koje su manje od fs/2 u spektru
uzorkovanog signala pojaviti kao tačne a one frekvencije koje su veće od fs/2 kao lažno niže. .
Vrednosti ovih lažnih (alias) frekvencija f a se dobijaju prema izrazu
(3)
gde je f frekvencija ulaznog signala ,N ceo broj, fs-frekvencija uzorkovanja, . Vrednosti koje se
dobijaju za fa moraju da se nalaze u opsegu od 0-fs/2, pa se tako bira N pri izačunavanju.
Pogledati primere na kraju ovog poglavlja.
f a  f N  f s
Problem aliasinga se rešava filtriranjem ulaznog signala takozvanim antialiasing filtrom, tj.
filtrom koji će iz ulaznog analognog signala odstraniti sve frekvencije veće od fs/2 pre nego što
sigmal dodje na A/D konvertor.Ovo su prema tome niskopropusni filtri. Neki savremeni A/D
konvertori več sadrže i ove filtre u okviru istog uredjaja i oni se podešavaju prema frekvenciji
uzorkovanja, Ako takav filter ne postoji treba ga postaviti izmedju signala i ulaza u A/D
konvertor. Naknadno filtriranje već uzorkovanog, tj. dobijenog digitalnog signala ne može da
odstrani ove neželjene frekvencije.
1,2 Uticaj vremena trajanja uzorkovanja tj. dužine uzorkovanja
Ukupno vreme trajanja uzorkovanja takodje utiče na dobro ili loše odredjivanje frekventnog
sastava analognog signala pri odabiranju. Ako uzorkujemo prostoperiodični analogni signal
perioda T1 i frekvencije f1 potrebno je da je pri odabiranju ostvaren uslov da je
(4)
N  t  mT1
gde je N- broj uzoraka, datog signala i m je ceo broj. . Ovaj uslov se praktično može iskazati na
sledći način. : Ukupno trajanje uzorkovanja koje je jednako proizvodu broja izvršenih
uzorkovanja N i perioda uzorkovanja t treba da bude jednako celom broju m perioda analognog
signala T1 koji se uzorkuje .
Ako je ovo zadovoljeno amplituda signala koja pripada svakoj frekvenciji u spektru biće verno
preneta preko diskretne Furijeove transformacije (DFT). DFT predstavlja Furijeovu
transformaciju diskretnog, tj. uzorkovanog signala . Ako je ovo ispunjeno za periodičan signal u
amplitudskom spektru pojaviće se vrednosti amplituda baš za one frekvencije koje stvarno
postoje u spektru.
U spektru koji se dobija Diskretnom Fuijeovom Transformacijom prikazuju se amplitude
ili snage signala za frekvencije iz opsega frekvencije od 0 do +fs/2 sa korakom od
1
f 
(5)
N  t
koji se naziva rezolucija frekvencije. Ona predstavlja razliku izmedju dve najbliže frekvencije u
spektru. koje se prikazuju,, tako da frekvencije koje se prikazuju imaju vrednosti fDFT=Zf, i
DFT kao rezultat prikazuje samo njihove amplitude, a za ostale frekvencije se ne izračunavaju
amplitude i kao da ih nema u spektru, tj. umesto amplitude ili snage signala na stvarnoj njegovoj
frekvenciji, prikazuje se kao do postoji amplituda ili snaga signala na susednim frekvencijama,
kojih realno nema u spektru. Frekventna rezolucija f kod DFT je odredjena ukupnim trajanjem
odabiranja Nt, tj jednaka je kako je ranije rečeno njegovoj recipronoj vrednosti. pa je za dati
periodični signal perioda T1 odnosno frekvencije f1=1/T1 uslov iz izraza (4) može da se
predstavi kao
1
1
f
: f 
(6)

 1
N  t mT 1 m
.
tj. rezolucija frekvencije treba da bude jednaka frekvenciji signala podeljenoj sa nekim celim
brojem.
Na slici 3 prikazano je kakav je spektar dobijen uzorkovanjem prostoperiodičnog signala
frekvencije 100Hz i vršenjem DFT nad digitalnim signalom u slučaju kada je trajanje
uzorkovano jednako ili nije jednako celom broju perioda signala tj. kada zadovoljava ili ne
zadovoljava traženi uslov.
.Na slici 3A) je dat primer kada je uzorkovanje trajalo nešto duže od dva perioda, pri čemu je
izvršeno N=256 odabiranja i periddom odabiranja t = 0,1ms. Rezolucija frekvencije je
f=1/(2560,1ms)=10 4/256 Hz=39Hz Znači da će u spektru biti prikazane frekvencije 0, 39Hz,
78Hz , 117Hz i tako dalje, tj. umnošci od 39Hz, tako da neće moći da se neće izračunati
amplituda za 100Hz i 100Hz se ne pojavljuju u spektru signala kako je prikazano na slici 3A sa
desne strane. jer se koraci prikazivanja frekvencije ne poklapaju sa stvarnim frekvencijama
odnosno u ovom slučaju frekvencijom 100Hz u signalu.
Na slici 3b) vršeno je duže uzorkovanje od 1024 uzorka iistim periodom uzorkovannja pa je
trajanje bilo nešto duže od 10 perida prostoperiodičnog signala. Rezolucija frekvencije u ovom
slučaju iznosi 104/1024=9,8Hz, pa se ne može dobiti 100Hz množenjem celog broja puta 9,8Hz,
ali se dobija najbliža frekvencija od 98 Hz, (kao 10puta 9,8) sa najjače izraženom amplitudom, i
amplitude ostalih harmonika u spektru su znano manje.
Ova pojava prikazivanja više frekvencija u spektru od onih koje stvarno postoje naziva se
curenje spektra i javlja se kada nije ispunjen uslov iz izraza (4) pri uzorkovanju. Ona je posledica
konačnog vremena uzorkovanja, pa je stvarni signal koji uzorkujemo ustvari proizvod ulaznog
signala i četvrtastog signala koji traje koliko traje uzorkovanje. Vidi se sa slike 3 da je dužim
trajanjem uzorkovanja postignuta manja rezolucija frekvencije, a sa time i mogućnost da se
smanji curenje signala, tj. da se u spektru nadju frekvencije koje su bar dovoljno bliske onima
koje stvarno postoje, a kod ostalih se javlja sa mnogo manjim amplitudama.
Slika 3
Na slici pod 3c) je izvršeno 256 uzorkovanja ali periodom uzorkovanja od 0,325 ms što je dalo
rezoluciju frekvencije od 12,5Hz. Ovako izabrana dužina uzorkovanja zadovoljava uslov iz
izraza (3) iz koje se može dobiti stvarna frekvencija koja postoji u spektru signala. Naime
100Hz=812,5Hz. Pa se vidi da u spektru nema curenja nego je prikazana prava frekvencija.
Ako je signal složen i ima u sebi različite frekvencije najčešće ovaj uslov nije moguće ostvariti
za sve frekvencije pa će se javiti curenje tj. pojava dodatnih frekvencija uz neke postojeće, a za
neke ne. . Ovo se može ublažiti što dužim trajanjem uzorkovanja, jer je tada rezolucuja
frekvencije manja pa i veća verovatnoća da se manjim korakom frekvencije prikazati tačne
frekvencije u spektru.
Primeri:
Primer1.
Kod GPS signala noseća frekvencija signala posle menjača frekvencija je 47,74MHz. Ovaj IF
signal se vodi na A/D konvertor frekvencije odabiranja 38,182MHz. Da bi se poštovala teorema
o odabiranju potrebno je da frekvencija odabiranja bude 2puta veća od frekvencije signala . tj.
247,74MHz = 95,48MHz, što nije ispunjeno. Prema tome javiće se da je semplovan signal lažno
niže frekvencije koja je u opsegu od 0-38,182/2 tj. od 0-19,09119,091MHz
i odredjuje se kao
f a  47,74 N  38,182  47,74 1  38,192  9,548  9,548MHz , pa se zato posle AD konverzije
noseći signal u GPS signalu ponaša kao da ima ovu noseću frekvenciju, . Zbog frekvencije koda
od 1 MHZ i frekvencije navigacione poruke od 50Hz, frekventni spektri koda i navigaciona
poruke se i posle A/D konverzije predstavljaju tačno jer njihove maksimalne frekvencije
zadovoljavaju teoremu o odabiranju.
Primer 2:
1.Treba da se vrši A/D konverzija tri signala frekvencija 50Hz 120 Hz i 250Hz. A/D
konvertor koji koristimo ima period odabiranja 2,5 ms i odabiranje se vrši u trajanju od 0,25 s.
Da li će se pri nekoj od ove tri A/D konverzije javiti alias frekvencije i kolike su njihove
vrednosti, i da li će doći do curenja spektra nekog od ova tri signala.
Rešenje
-alias frekvencije: t=2,5ms pa je f s  1 / t  f s.= 400Hz, . Na osnovu ovoga fs/2 =200Hz, što
znači da će frekvencije manje od 200Hz biti dobro uzorkovane , a veće od 200Hz će se pojaviti u
spektru kao lažno niže. Teorema o odabiranju je prema tome ispunjena za 50Hz i za 120 Hz, a
nije za 250 Hz. Umesto 250 Hz u spektru uzorkovanog signala će se pojaviti lažno niža
frekvencija f a  250 N  400  250 1  400   150  150Hz
N se prilagodjava frekvenciji f pri izračunavanju tako da je rezultat uvek od 0-fs/2 tj. u ovom
primeru od 0-200Hz. Vidimo da će se umesto 250Hz posle A/D konverzije javiti da je signal od
250 Hz lažno niže frekvencije od 150Hz.
- curenje
Pošto je odabiranje vršeno u trajanu od 0,25 s , rezolucija frekvencije je f=4Hz
Primenom izraza (5) 50Hz ne može da se predstavi kao ceo broj puta 4Hz već će se prikazati
najbliže njoj frekvencije od 48Hz i od 52Hz, pa dolazi do curenja. Frekvencija 120Hz se može
predstaviti kao ceo broj puta 4HZ , pa za ovu frekvenciju nema curenja. Frekvencija od 250Hz
takodje se ne može predstaviti kao ceo broj puta 4Hz, pa bi i tu bilo curenja., samo što se ona
zbog prethodnog aliasinga neće pojaviti kao 250Hz.
Primer 3.
b) Ako se ulazni signal može predstaviti kao zbir prostoperiodičnih signala
u1  3 sin(60t )  2 sin(90t )  5 sin(100t )  4 sin(150t )  6 sin(480t ) , gde su sve jedinice date SI
sistemu. Nad ovim signalom se vrši A/D konverzija sa periodom uzorkovanja 8 ms i odabira se
5 uzoraka. Da li će se javljati aliasfrekvencije i da li će dolaziti do curenja spektra za neke
komponente ovog signala?
Rešenje
-aliasing
Kako je za prvi signal t=2ft= 60t sledi da je frekvencija f=30Hz. Po istom principu se
odredjuje da su ostele frekvencije u spektru datog signala, 45Hz, 50Hz i 75Hz i 240Hz. Pošto je
period semlovanja 8 ms, onda je fs=125 Hz , pa teoremu o odabiranju , zadovoljavaju frekvencije
koje su bar dva puta manje , tj. manje od 62,5Hz, pa se aliasing javlja za frekvenciju od 75 Hz, i
240Hz i te frekvencije se pojavljuje kao lažne f a120  75 N  125  75 1  125   50  50 Hz i
f a  240 N  125  240 2  125   10  10Hz
- curenje
Vreme uzorkovanja je Nt=50,008s=0,04s, pa je rezolucija frekvencije f=25Hz. Frekvencije
koje podeljene sa 12,5 Hz daju ceo broj i zadovoljvaju izraze( 4) i(5) su : 50 i 75Hz. Za ostale
frekvence se javlja curenje jer je 30/25= 1,2, 45/25=1,8 i sl, j ne dobijaju se celi brojevi.
2) A/D I D/A konvertori
A/D ( analogno-digitalni) konvertori su pretvarači analognog naponskog signala u digitalni broj (
ceo broj), a D/A ( digitalno-analogni) rade obrnutu operaciju tj. na osnovu ulaznog binarnog
broja generišu na izlazu odgovarajući napon.
A/D konvertori su hibridne komponente . Analogna strana je definisana za ceo predvidjeni
opseg ulaznih napona, koji se obeležava sa EFSR (Full Signal Range)., a digitalni deo je
odredjen brojem bita u registru kojim se prikazuje binarni broj koji se dobija.
Opseg ulaznih napona je najčešće od 1V, 5V i 10V. , pa su u ovom slučaju razlike izmedju
maksimalnog i minimalnog napona u opsegu , a to je EFSR jednake 2V, 10V i 20 V. Ako udje
napon veći ili manji onih predvidjenih opsegom, taj napon se predstavlja sa najvećom odnosno
najmanjom vrednošću napona u opsegu.
Ako A/D konvertor ima N bita on ceo opseg ulaznog napona deli na 2N nivoa i predstavlja ga
brojevima od 0-2N-1 Rezolucija A/D konvertora Q predstavlja najmanju razliku napona koja
daje razliku od jednog najmanjeg bita.Rezolucija se izražava u voltima i odredjuje se kao
E
(7)
Q  FSR
2N
Na slici 4 je predstavljena zavisnost binarnog broja koji se dobija na izlazu A/D konvertora od
ulaznog analognog napona koji se uzorkuje. U primeru na slici imamo dvo- bitni AD konvertor
koji prema tome ukupni opseg koji je prikazan deli na 4 dela., a maksimalni napon je 4V, pa je
kvantizacija jednaka 1V. Vidi se da su svi naponi preko 4V prikazani istim binarnim brojem,
največim, bez obzira na vrednost. Svi naponi u okviru intervala koji je jednak Q, tj rezoluciji
imaju istu vrednost. binarnog broja. Razlika stvarne vrednosti analognog i dobijenog digitalnog
napona je u okviru Q. i ova razlika se naziva greška kvantizacije i ona se tretira kao slučajna
greška pri procesu A/D konverzije i tretira se kao šum tj. kao slučajna fluktuacija izlaznog
napona sa A/D konvertora. Izvan naponsog opsega u kome radi A/D konvertor vrednost izlaznog
broja se ne menja bez obzira na njegovu vrednost ulaznog napona.
Slika4
a) Princip rada D/A konvertora
Na slici 5 prikazana je
šema D/A konvertora.
D/A konvertor se sastoji
od registra u koji se
upisuje binarni broj koji
treba da se dovede na
D/A konvertor i koji
treba da se pretvori u
naponski signal na
izlazu.. Taj binarni broj
ima N bita. Izvor
referentnog napona je
povezan preko prekidača
i otpornika na
invertovani ulaz
operacionog pojačavača ,
a njegov negativan kraj
na neinvertujući ulaz .
Ako se pojavi jedinica
na nekom prekidaču ona
ga uključuje i tada kroz
taj otpornik protiče
struja. Otpornici su tako
birani da bitu najvišeg
reda (most significant
bit-MSB) koji daje
vrednost 2N-1 odgovara
otpornik otpornosti R,
sledećem bitu koji daje
vrednost 2N-2 je
pridružen otpornik 2R i
Slika5
tako redom . Poslednjem
najmanje važnom bitu
(least significant bit ) odgovara vrednost
2N-1R. Struja koja dolazi na invertujući ulaz operacionog pojačavača je jednaka
N 1
i
C
 2 N nn  R E ref
m 1
a izlazni napon sa operacionog pojačavača obeležen kao Eo=iRr . tj. izlazni napon je jednak
N 1
Er  R0  
n1
2
Cn
N n
R
E ref
Cn ima vrednost 0 kada je vrednost n-tog bita 0 i 1 kada je vrednost n-tog bita 1. Bit najmanje
važnost LSB koji daje vrednost 20 predstavlja prvi bit tj. za njega je n=1.
Princip rada S/H kola
Pre objašnjenja principa rada A/D konvertora objasnićemo rad jednog kola koje je bitno za A-D
konverziju, a to je sample/hold kolo (S/H kolo).
Princip rada ovog kola prikazan je na slici 6.
Ono ima zadatak da prilikom izvršavanja
konverzije održava napon na ulazu A/D
konvertora konstantnim i jednakim vrednosti
koju je imao na početku konverzije. Znači ovo
kolo propušta trenutnu vrednost napona dok se
kontrolnim kolo ne da pozitivna vrednost ,( na
grafiku na slici označena sa H(hold) ) i ona
označava početak konverzije. Tada S/H kolo
zadržava tu vrednost ulaznog napona
konstantnom sve dok se ne dobije signal
T(track) , koji je niži i koji ponovo označava da
treba da propušta ulazni signal.. Na slici 6 je
prikazano i kako se menja napon na izlazi S/H
kola kada se na ulaz dovede prostoperiodični
napon.. Šema S/H kola je prikazana na slici 6b.
Ulazni napon se dovodi preko ottpornika R i
kondenzatora C na ulaz pojačavača.Kada se
kontrolnom logikom na prekidač dovede T
(track-prati) napon signal se dovodi na ulaz
pojačavača i preko njega prosledjuje na izlaz .
Pri ovome se puni kondenzator. Kada sa
kontrolne logike stigne signal H ( koji otvara
prekidač) na kondenzatoru ostaje napon koji je
bio pre prekidanja i stoji tako dok se prekidač
ponovo ne napuni i ne krene ponovo signal da
dolazi na pojačavač.
Slika 6
Vrste i princip rada A/D konvertora
Postoje tri osnovne vrste A/D konvertora i neki tipovi koji predstavljaju njihovu kombinaciju.
Prvi tip je konvertor na bazi sukcesivne aproksimacije i njegova šema je prikazana
naslici 7. . On ima dva registra jedan pomerački i drugi za skladištenje dobijenog binarnog broja
pri konverziji. Pri ovoj vrsti konverzije se prvo odredjuje vrednost bita najveće važnosti ,tj na
pomeračkom registru se postavi 1 na vrednost najvišeg bita , a ostali imaju vrednost 0 pomoću
kontrolne logike. . Na primeru četvorobitnog registra to je broj 1000 i taj broj se prosledi u
registar za skladištenje i dovodi na D/A konvertor koji generiše napon na sredini opsega. Taj
napon sa D/A konvertora se dovodi na komparator (uporedjivač) napona na bazi operacionog
pojačavača na jedan ulaz , a na drugi se dovodi napon Ei koji se konvertuje. Ako je generisani
napon veći od Ei napon na izlazu komparatora dobija se nizak nivo napona i preko kontrolne
logike utiče da dodje do promene vrednosti prvog bita sa 1 na 0. Ako je generisani napon manji
od Ei preko kontrolne logike se ostavlja vrednost ovog bita da bude 1. U sledećem koraku se na
sledeći bit postavi 1 i vrši se ponovna D/A konverzija i upredjenje napona. Tako se radi za svaki
bit i na kraju se na registru dobija binarni broj . Ovaj princip rada podseća na merenje kantarom
gde na jednu stranu dodajemo ili skidamo sve manje i manje tegove dok ne izmerimo tačno masu
onoga što se nalazi na drugom tegu.
Prednosti ovog konvertora su da je jeftin , relativno je brz (radi onoliko taktova komjuterskog
časovnika koliko ima bita). On može da radi sa velikim brojem bita , a mane su mu da ima lošiju
linearnost i potrebno mu je S/H kolo (sample /hold) kolo.
Slika 7
Druga vrsta konvertora je nagibni konvertor (ramp converter) , koji može da radi sa jednim
nagibom linearne promene napona ili dve (dual ramp) i objašnjenje njegovog principa rada je
preko slike 7.11. Kod dvo- nagibnog A/D konvertora konverzija se vrši u dva koraka. Ovo je
prikazano na slici 8. Prvo se ulazni napon Ei dovodi na integrator za odredjeno vreme t1 i na
izlazu inegratora dobija se napon koji raste sa vremenom linearno , a nagib porasta zavisi od
veličine napona Ei i na kraju tog vremenskog intervala izlazni signal na integratoru ima vrednost
Ei t1 šo je na grafiku na slici predstavljeno kao vrednost Ei* .Zatim se po prestanku ove
integracije vrši integracija referentnog signala Eref signala i to počev od nivoa napona Ei*na
izlazu. Kako referentni napon ima obrnut polaritet od ulaznog, izlazni signal na integratoru
opada linearno poznatim nagibom koji zavisi od referentng napona . Vreme potrebno da napon
na integratoru opadne na nulu je tm i ono je direktno srazmerno ulaznom naponu jer je
E ref  t m
Ei
Ei  t1  Eref  t m , tj. Ei 
t1
Ovi intervali se mere preko digitalnog brojača koji broji impulse sa nekog visoko frekventnog
oscilatora.
Ovi konvertori su jeftini i usrednjavaju manje fluktuacije ulaznog napona i šum u signalu pa su
pogodni za merenje malih signala i imaju veliku tačnost , ali su spori. Koriste se za izradu
preciznih digitalnih voltmetara.
Na slici 7.11 pokazani su grafici za A/D konverziju dva različita ulazna signala Ei1 i Ei2, gde je
napon Ei1 manji pa je i vreme tm1 za njega manje.
Treća vrsta konvertora su paralelni konvertori ili flash konvertori. Oni se primenjuju u digitalnim
osciloskopima i spektralnim analizatorima. Ako ovaj A/D konvertor ima N bita on mora da ima
2N-1 komparatora jer se uporedjenje referentnih napona i ulaznog napona vrši za svih 2N-1 nivoa
napona.
Na slici 8 prikazana je šema paralelnog A/D konvertora.Na ulazu konvertora nalazi se razdelnik
napona tako da na svaki komparator dolazi napon koji je za Q (vrednost rezolucije A/D
Sika 9
konvertora) veći od narednog. Ako je napon viši od referentnog komparator daje izlaz višeg
nivoa (HIGH) , a ako je manji onda se na tom komparatoru dobija nizak napon (LOW) na izlazu
. Zatim se ta kombinacija ovih napona sa svih konvertora pretvara u binari broj pomoću
dekodera. Ova A/D konverzija je brza i odvija se u jednom taktu i ovo su brzi konvertori koji
mogu da uzorkuju brzinom i 100MHz. Njegova mana je velika cena jer treba jako puno
komparatora ., a i tačnost mu zavisi od tačnosti velikog broja otpornika koji se koristi.
Download

Odabiranje signala i A/D konvertori 1. Odabiranje signala