Resolutie ad converter

[Cerium]

Hallo,

Stel dat ik een 3 bit AD converter heb en het bereik van die converter gaat van 0-10V. Hoe weet ik dan wat de kleinste verschilspanning is aan de ingang dewelke kan onderscheiden worden door de converter? Ik weet dat de converter 8 spanningsniveau's heeft. Maar wanneer bepaalt de converter of de uitgangspanning met een stap verhoogd of verlaagd moet worden? Ik vermoed dat de converter dit doet wanneer de ingangsspanning groter wordt dan het huidige spanningsniveau van de uitgang plus een half spanningsniveau. Klopt dit? Ik zal het even uitrekenen om mijn vraag duidelijker te maken:

1 spanningsniveau: (10V - 0V) / 8 = 1,25V

Stel dat het uitgangssignaal 2,5 volt is. Dan past de AD converter het uitgangssignaal aan naar boven op het moment dat de ingangsspanning de volgende spanningswaarde overschrijdt:

2,50V + (1,25/2)

Het nieuwe uitgangssignaal bevindt zich nu op het volgende spanningsniveau, zijnde 3,75 V

[Burgie]

Zoiets kan je niet algemeen stellen. Het hangt af van de kwantisatie die gebruikt wordt. Zo is er bvb. een groot verschil tussen uniforme en niet-uniforme kwantisatie.

Bovendien zou ik eens proberen je eigen voorbeeld helemaal uit te werken. Merk je geen 'probleem'?

[Cerium]

Ok, dat begrijp ik ja. Bedankt

Bedoel je met probleem dat ik met 8 spanningsniveau's slechts signalen tot 8,75V kan omzetten met de gestelde converter?

[Burgie]

Welja, met jouw stap worden de niveau's

\(\left( 0, 1.25, 2.5, 3.75, 5, 6.25, 7.5, 8.75 \right)\)

of

\(\left( 1.25, 2.5, 3.75, 5, 6.25, 7.5, 8.75, 10 \right)\)

. Dit is op zich geen probleem, maar oftewel aan de bovenkant oftewel aan de onderkant van je spanningswaarden zal je kwantisatiefout wat groter zijn.

[Schwartz]

Ik denk dat men uit moet gaan van 10/7 omdat de 0e niet meedoet.

Dus een 8 bits converter kan dan 255 * een bepaalde spanning doorgeven digitaal.

De 0e is dan de 256e.

[Cerium]

Ik begrijp wat je wil zeggen. Ik heb dat voorbeeld ook maar snel even bedacht om mijn vraag duidelijker te maken. Maar het is inderdaad een terechte opmerking.

[EvilBro]

Met 8 bits kun je maximaal 256 verschillende boodschappen coderen. Je kunt dus maximaal 256 verschillende spanningen vastleggen. Hoe je dit doet is geheel aan jezelf. de boodschap '0 Volt' hoeft helemaal niet bij de mogelijkheden te behoren.

In het 3 bits voorbeeld zou ik, uitgaande van een uniforme verdeling van de ingangsspanning, de volgende spanningniveau's kiezen (waarbij de converter altijd het dichtsbijzijnde niveau pakt): \({\frac{5}{8}, 1\frac{7}{8}, 3\frac{1}{8}, 4\frac{3}{8} , 5\frac{5}{8}, 6\frac{7}{8}, 8\frac{1}{8}, 9\frac{3}{8}\) Volt. Of dit de meest zinvolle indeling is, hangt helemaal af van je toepassing. Misschien ben je voornamelijk geinteresseerd in waarden tussen de 6 en 6.1 volt. In dat geval is het verstandiger om daar veel kwantisatieniveau's te leggen (bijvoorbeeld een 'kleiner dan 6'-niveau, dan zes niveau's in het gebied 6 tot 6.1 volt, en een 'groter dan 6.1'-niveau).

[Benm]

De meeste praktische AD converters zijn linear, maar je kunt uiteraard best een klein gebiedje als 6.0-6.1 volt sampelen waarbij alles onder de 6 een nulwaarde geeft en alles boven 6.1 de maximale waarde.

Wat schakelpunten betreft verschilt het per opbouw: Je kunt altijd de dichtsbijzijnde waarde geven, of werken met schmitt-triggers waarbij je voorkomt dat de minst significante bit gaat 'klapperen' als je net op een overgang zit.

[Burgie]

Ik begrijp wat je wil zeggen. Ik heb dat voorbeeld ook maar snel even bedacht om mijn vraag duidelijker te maken. Maar het is inderdaad een terechte opmerking.

Sorry, ik wou er gewoon even op wijzen , maar het is uiteraard geen fout. Daarom zei ik ook 'probleem'. Net zoals EvilBro en Benm opmerken kun je er inderdaad met opzet voor kiezen om de voor jouw toepassing minder interessante spanningsintervallen met minder nauwkeurigheid te kwantificeren.

[Cerium]

Ok, bedankt allemaal. Nu is het duidelijk.