ADCs ve DACs ile birlikteleştirilmiş Data Dönüşüm Sistemleri için Multixers
Modern elektronikte, veri dönüştürme sistemleri analog ve dijital alanlar arasındaki köprü olarak hizmet eder. Bir sıcaklık sensörünü okuyor, bir ses sinyalini işleme veya bir motor sürücüsünü kontrol etmek, ADCs ve DACs ile sayısal (ADC) ve dijital-to-analog (DAC) dönüşümleri doğrudan genel bir sistem performansını etkileyebilir.Bu, ölçeklenebilirliği ve kaynak kullanımını önemli ölçüde artıran bir teknik olarak basitleştirilmiş ve sayısal olarak genişletilebilirlik sağlar.
Multixers, ADCs ve DACs'ın temelleri
Multixer Nedir?
Birden fazlaxer (MUX) bir kombinasyonel geçiştir, birkaç giriş sinyalini tek bir çıkışa doğru seçerler. Analog çokluksers, girişler ve çıkışlar analog gerilimler veya mevcut; dijital çokluxers, dijital mantıksal seviyeler için en uygun veri dönüştürme sistemleri, analog çokluxersler en alakalıdır.In-resistance, bant genişliği, şarj ve hız.
ADCs'lerin Rolü
ADC sürekli bir analog gerilimi ayrı bir dijital sayıya dönüştürür. Anahtar özellikler karar verir (bazılar için sayı), örnekleme oranı ve lineerlik. yüksek hacimli işaretler için, başarı bazlı bir yaklaşım ya da kanal başına ADC'yi kullanmak için popülerdir (SARD) veya uzay-konsuming ile iyi bir karar verir.
DACs'in Rolü
A DAC ters işlevi yerine getiriyor: Dijital bir kod alır ve bir analog çıkış gerilimi veya mevcut üretir. Tekrar, karar verin ve zaman ayarlandığında birçok analog çıktının gerekli olduğu sistemlerde (örneğin, birkaç aksiyon kanalıyla kontrol edin), tek bir DAC bir çiftleştirilebilir (veya birden fazla analog anahtar) bir DAC ve analog anahtarlama sinyalleri oluşturmak için.
Multixing Data Dönüşüm Sistemlerini Nasıl Geliştirir
Donanım Kompleksi ve Maliyeti Azaltılması
Birden fazla kanal arasında tek bir ADC veya DAC paylaşarak, bir sistemdeki dönüştürücülerin sayısı büyük ölçüde azaltılır. Örneğin, 16 analog sensörün gerekli olduğu bir sistem, 16 bireysel ADC yerine bir yüksek çözünürlük ADC'yi beslemesi için 16 kanaldaki tek yüksek performanslı dönüştürücüyü kullanabilir.Bu yaklaşım, fatura-malzeme maliyeti azaltır ve yüksek doğruluk gerektiğinde, yüksek doğruluk gerekli olduğunda bile, tek bir yüksek performanslı dönüştürücüyü en düşük maliyetli dönüştürücüyü azaltır.
Scalability and Flexability
Birden çok katlı mimariler doğal olarak ölçeklenebilir. Yeni kanalları eklemek, sadece birden fazla MUX aşamalarını kullanarak) veya mevcut ADC otobüsleri ile mevcut olan bir ADC'yi genişleterek, her bir otomatik test ekipmanı ve endüstriyel kontrol nedeniyle mümkün olmayabilir.
Eşitlikli Sampling ve Data Acquisition Hız
Birden fazla ADC sisteminde, kanallar kanal başına 12.SPS'yi kanal başına eşit olarak gösterir. Bu, ADC'nin toplam örnekleme oranına göre, birden fazla ADC kullanarak aynı anda yapılan bir örnektir.For morexed across 8 kanalların üzerinden yapılan bir çok sayıdaki sürüm, kanal başına bir karar verir.
Geliştirilmiş Signal Management ve Kanal Isolation
Multixers, uygun şekilde seçilmişken mükemmel kanal- kanal izolasyonu sağlar. Off-channel sinyalleri kesintiye uğrar, aktif kanal dönüşümü sırasında ADC girişi sırasındaki bazı sensörleri engellerde engellenebilir. Ek olarak, çokluxers koruma planlarını uygulamak için kullanılabilir: yeni bir kanala geçiş yapmadan önce, birden çokxer bilinen bir güvenli duruma ayarlanabilir.
Birdenxer-ADC Entegrasyonu için Mimariler
Single-Bitişli Birden
En basit topoloji tek uçlu bir çokluxer tek uçlu bir ADC. Tüm giriş sinyalleri ortak bir zemine atıfta bulunur. Tüm sensörler aynı zemin referansını paylaşıyor ve sinyal seviyelerini ADC'nin giriş aralığında tutuyor. Ancak, zemin döngüleri ve ortak mod gürültüsü bozulabilir.
Farklılık
Daha yüksek gürültü bağışıklığı için, diferansiyel girişler ile birden çok kişi kullanılabilir.Her kanal olumlu ve olumsuz bir girdiye sahiptir. ADC ayrıca diferansiyel olarak iptal edilir.Bu yapılandırma yaygın mod gürültüsü iptal eder ve uzun kablo ile endüstriyel uygulamalarda tercih edilir.Diferansiyel multiplexers tipik olarak daha karmaşık bir kontrol mantığına sahiptir ve daha karmaşık bir kontrol mantığına sahip olabilir.
programlanabilir Derecelemeli Birden Çokks (PGA)
Çoğu zaman birden çok çıkış ADC'nin tam ölçekli yelpazesini eşleştirecek sinyal amplitüdünü ayarlar, dinamik aralıkları geliştirir.The PGA, ADC'nin tam ölçekli yelpazesini eşleştirir ()Analog Cihazları veri satın alma sistemleri[Döneticileri)[Döneticileri) yaygın olarak farklı çıktı gerilimleri ile programlanabilir.
Zaman-DACs için Birden Çok Boyut
Çıktı tarafında, tek bir DAC kanal 2'ye kadar zaman paylaşımı yapabilir ve böylece analog devreler kullanarak (örneğin dış örnek-ve-çaklı devreler veya kanal depolama) çıktısını kanal 1'e kadar iletmeli.DAC kanal başına güncelleme oranı DAC'nin güncelleme oranı, kanal 2'ye kadar bölünmüş olmalıdır.
Pratik Uygulama Pratik Uygulama Pratik Uygulama Pratik Uygulama
Tıbbi Görüntüleme ve Hasta İzleme
Çok parametreli hasta monitörlerde, düzinelerce sensör (ECG, SpO2, sıcaklık, kan basıncı) tüm kanalları ekonomik olarak idare etmelidir. Ancak, her sensörün bant genişliği düşük (DC to a few yüz Hz). Bir çok eksenli ADC-delta dönüştürücü, tüm kanalları ekonomik olarak idare edebilir. Örneğin, 16 kanal boyunca birden fazla kontrol kanal tıbbi sinyalleri için yeterli bir karar verir.
Industrial Otomasyon ve Sensör Dizileri
Fabrika otomasyonu genellikle birçok sıcaklık, baskı ve akış sensörlerinin bir bitkiye yayılması gerektirir. dağıtılmış bir veri satın alma sistemi birden fazla yerel sensör sinyalini merkezi ADC'ye getirmek için çoklu sensörlere yakın olarak yerleştirilir ve dijital kontrol hatları daha uzun mesafelere aktarılabilir.
Ses ve Video İşleme
Profesyonel ses karıştırma konsolları, çoklu analog ses kanalları (mikrofonlar, aletler) dijital karıştırma için tek bir ADC'ye yollanır veya tek bir DAC, birden çok çıkış kanalına çok karmaşıktır.Ancak modern ses dişlileri genellikle kanal başına özel kodlar kullanırsa, interkomslar veya yayınlar için maliyeti düşük çözünürlükte birden fazla kez daha az yaygındır. Video uygulamaları analog çokluxing gereksinimleri nedeniyle daha az yaygındır, ancak birden fazla kamera için birkaç kanalda kullanılabilir.
Otomotiv Sensör Sistemleri
Modern araçlar, motor sıcaklığına kadar 100 sensör içerir. Maliyet tutmak ve kablolama kullanmak için, birden fazla eksenli ADC'ler yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, bir vücut kontrol modülü tüm kapı anahtarlarını ve iç sıcaklık sensörlerini bir 12-bit SAR ADC ile 12-to-bit SAR ADC'yi değişken panjur aydınlatma ve haptik geri bildirim için kullanılır.
Birden çok veri dönüşümü için tasarım göz önüne alınır
Signal Integrity ve Gürültü
Multixers, ADC giriş kapasiteli, sınırlı bant genişliği ile RC filtrelerini oluşturabilecek ve hataları çözmelerine neden olan kapasite ve kapasiteye sahipler. MUX, ADC'nin satın alma zamanından ve hızlı geçiş zamanlarını kullanmalıdır. Proper at kapasitörler ve düşük hacimli sürücüler MUX sorunları çözebiliyor. Shield the MUX girişleri dijital gürültü ve rota analog ve dijital nedenlerle ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı olarak ele geçirmelidir.
Timing ve senkronizasyon
Birden çok ADC sisteminde, kontrol cihazı kesin bir sıra zamanlama yaratmalıdır. MUX adresi hatları değişir, sonra ADC dönüşümü başlamadan önce yerleşmek için geçiş bekleyin.Bir sonraki kanalda, bir sonraki kanalda, bu sıra bir devlet makinesi veya zamanlayıcı-trigger DMA tarafından ele alınabilir.
Karar ve Hız Ticareti
Yüksek çözünürlük ADC'ler genellikle daha yavaş örnekleme oranlarına sahiptir. Birden çok kanalda, kanaldaki avb veya daha hızlı ADC (e.g., bir MSPS ADC ile 16-to1 MUX hala kanal başına 62.5 kSPS ile iletişim halindeki içerik için yeterli olabilir).
Güç Tüketimi
Multixers ihmal edilebilir gücü tüketmektedir, ancak ADC ve herhangi bir tampon yükselteçler değil.ADC sayısını azaltarak, toplam sistem gücü daha düşük olabilir. ancak ADC herhangi bir kanal örneklenirken aktif kalmalıdır.In very Low-power applications, such as IoT sensörü, görev bisikletle tek bir ADC kullanmak daha iyi olabilir: dönüşümler ve MUX idle kanalı arasındaki ADC güçleri aşağı yukarı doğru zemine sahiptir.
Kanal Crosstalk ve Off-Isolation
Bir kanal seçilemediğinde bile, bu kanaldaki sinyal miktarı, MUX içindeki kapasitif darbe nedeniyle seçilmiş kanala çift olabilir. Bu, gerilim dengelemesi olarak adlandırılır ve dBin şarj devreleri için yapılır.
Koruma ve Aşırı Voltage
Sert ortamlardaki sensörler ADC'nin giriş aralığına veya MUX'in tedarikine son veren gerilimleri üretebilir. Multixers genellikle maksimum giriş gerilimleri için derecelendirilmiştir (örneğin standart bir CMOS MUX için ±15 V).Eğer aşırı yükleme mümkün ise, dışsal fikre veya mevcut-yaratıcılara karşı dirençliler gereklidir.
Gelişmiş Konular ve Hibrit Çözümleri
Simultane Sampling vs. Multixed Sampling
Faza hassas ölçümler gerekli olduğunda (örneğin, üç fazlı güç izleme), her kanal aynı anda örneklenmelidir. Multixed ADCs doğal olarak, kanallar arasında zaman skew.For such applications, use eş zamanlı örnekleme ADCs (çok fazla örnek ve en iyi koruma devreleri ile) veya birden fazla ADCs ile bir araya gelmelidir.
Çok-Chip Daisy-Chaining
Çok sayıda kanal (örneğin 256 veya daha fazlası), birkaç çokluxer aşama daha karmaşık hale gelebilir, ancak ADC ek direnç ve kapasitans nedeniyle 16 tane daha alır; dikkatli bir şekilde bulama önemlidir.
Dijital Filtreleme ve Averaging
Birden fazla sistemlerde, gürültü aşırı uçlar ve her kanaldan bir kez dönüştürüldü. Tüm kanallar tekrarlar. Dijital düşük seviyeli filtreler her kanalda kullanılabilir.Bu özellikle de çeşitli sinyaller için etkili bir şekilde çalışır ve birkaç bit tarafından etkili bir şekilde geliştirilebilir (en teknik genellikle “envering” olarak adlandırılır).
Yazılım ve Şirketware
Birden fazla ADC sistemini bilgisayar ortamında uygulama, doğrudan CPU müdahalesi olmadan dönüştürme sonuçlarını aktarmayı gerektirir. Birçok mikro kontrol cihazı, DAC'yi hassas aralıklarla kanallarla otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak devre dışı bırakmak için DMA kullanır.For DAC çıktı çokluxing, bir zamanlayıcı için, DAC'ye yeni kodları yükleyebilir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
ADCs ve DACs ile birden çok eksenli tasarım oluşturmak için temel bir teknik olarak kalır ve tıbbi cihazlardan otomotiv sistemlerine kadar uzanan alanlardan kolayca yararlanılır.Incer technology goes to improve-converter architectures that handle on or even hundreds of multiplexed architectures.The common use of multiplexed systems in fields by careful value. as dönüştürücü teknoloji uses to improve-offs, operatoring higher speed and lower power – the multiplexed architectures that handle on the common-digit-digit-logTlog Up Selection Up Selection Update text text Upet text text Upp tr|s tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr tr