á 2024/06/24 358

Að opna möguleika Flash ADC á hraðskreyttu stafrænu tímabili

Hröð vöxtur stafrænnar tækni hefur gert það mikilvægt að þróa skilvirka hliðstæða-til-stafræna breytum (ADCs), sem eru best til að tengja hliðstæða og stafræna heima.Þessi grein kannar hvernig Flash ADC virka, íhluti þeirra, hvernig þeir starfa og hvernig þeir bera saman við aðrar ADC gerðir.Það undirstrikar einnig mikilvægi þeirra í nútíma rafeindatækni, lítur á endurbætur á ADC hönnun eins og að nota XOR hlið í kóðara og díóða fylki, sem auka kóðunarhraða.

Vörulisti

Mynd 1: Flash ADC hringrás

Hvað ættir þú að vita fyrst um Flash ADC?

Flass ADC, eða samsíða (hliðstætt til stafrænu breytir), er einfaldasta gerð hliðstæða til stafræns breytir.Það notar röð samanburðar til að bera saman komandi hliðstæða merki við mismunandi viðmiðunarspennu.Framleiðslurnar frá þessum samanburðaraðilum fara í forgangskóðara, sem gefur síðan stafræna tvöfalda útgáfu af inntaksmerkinu.Þessi einfalda skipulag gerir það auðvelt að skilja hvernig ADC virkar og gerir kleift að breyta skjótum umbreytingu vegna beinnar samanburðaraðferðar.

N-bita Flash ADC samanstendur af N-1 samanburði, tveimur settum af samsvarandi viðnámum og forgangsröð.Skýringarmyndin sem sýnir þetta hugtak er sýnt hér að neðan:

Mynd 2: Flash ADC uppbygging

Helstu þættir Flash ADC

Viðnámsspennuskilrunarrás

Viðnámsspennuskilrunarrás er grunn hluti af Flash ADC (hliðstæðum til stafrænu breytum).Það hjálpar til við að lækka háa inntaksspennu í nothæf stig á einfaldan hátt.Þessi hringrás notar röð viðnáms til að skipta spennunni, sem gerir það auðvelt að stjórna framleiðsluspennunni með því að stilla viðnámsgildin.Með því að nota spennulög Kirchhoff er hægt að reikna út framleiðslugreininguna nákvæmlega, sem er mikilvægt fyrir forrit sem þarfnast nákvæmra viðmiðunarspennu.

Hugleiddu til dæmis skilju með tveimur viðnámum, R1 og R2, tengdum í röð.Útgangsspenna (vout) á mótum þeirra er gefin með formúlu vout = (R2 × VIN) / (R1 + R2).Þessi jöfnu sýnir sambandið milli inntaksspennu (VIN) og viðnámsins, sem sýnir fram á hvernig spennuskiptingin breytir spennuframleiðslu.Þessi fyrirkomulag er mikilvægt til að búa til stöðugar og nákvæmar spennu fyrir mismunandi hluta rafrænna kerfa, sem gerir viðnámsspennuskilið að meginhluta háþróaðrar rafrænna hönnun.

Samanburður

Samanburður í Flash ADC er meginhluti sem hjálpar til við að breyta hliðstæðum merkjum í stafrænt form.Það virkar eins og einfaldur magnari, ber saman innspennu við viðmiðunarspennu og gefur tvöfaldan framleiðsla sem sýnir muninn á þessu tvennu.Þetta tvöfalt merki er mikilvægt fyrir stafrænni vegna þess að það segir til um hvort inntaksspennan sé hærri eða lægri en viðmiðunarspennan.

Samanburðurinn tekur inntaksspennuna við jákvæða inntak (V+) og viðmiðunarspennuna við neikvæða inntak (V-).Framleiðslan (VOUT) fer hátt (rökfræði stig '1') ef V+ er meiri en V-, og lágt (Logic Level '0') ef það er ekki.Þessi aðgerð er nauðsynleg fyrir ADC vegna þess að hún býr til stafræna útgáfu af hliðstæðum merkjum.Með því að bera kennsl á tvöfalt ástand, hjálpar samanburðaraðilinn ADC að takast á við mismunandi hliðstætt merki nákvæmlega góð fyrir hágæða stafræna árangur í rafeindatækjum.

Forgangsröð

Forgangsröðunin gerir Flash ADC virka betur með því að gera hliðstætt til stafrænu umbreytingarferli nákvæmara og áreiðanlegri.Ólíkt venjulegum kóðara meðhöndlar það aðstæður þar sem mörg aðföng eru mikil á sama tíma án rugls.Það gerir þetta með því að nota forgangskerfi sem raðar inntakunum og tryggja að mesta forgangsmerkið sé alltaf sýnt í framleiðslunni.

Til dæmis, ef forgangskóðari með inntak númer 1 til N greinir mörg há inntak eins og N-1, 4 og 2 á sama tíma, mun það framleiða tvöfaldan kóða fyrir hæsta forgangsinntak, sem er N-1 í þessuMál.Þessi forgangsröðun heldur framleiðslu ADC nákvæmri, sem er mikilvægt fyrir verkefni sem þurfa nákvæmar stafrænar útgáfur af hliðstæðum merkjum.Forgangsröðin bætir umtalsvert heildarafköst tækisins með því að meðhöndla átök á inntaki, koma í veg fyrir villur og aðstoða ADC við að starfa á skilvirkari og áreiðanlegri.

Rekstrarvirkni Flash ADC

Flash ADC starfar með því að breyta hliðstætt inntaksmerki í samsvarandi stafrænan framleiðsla í rauntíma.Þetta ferli felur í sér skjótt mat á inntaksmerkinu í gegnum mörg samanburðarstig, hvert stillt á mismunandi viðmiðunarspennustig.Útkoman er strax stafræn framleiðsla sem samsvarar beint hliðstæðum inntaki og sýnir eðlislæg skilvirkni og hraða flass ADC hönnunarinnar.

Mynd 3: Flash ADC og framleiðsla

Samhliða samanburður

Flash hliðstætt-til-stafræn breytir (ADC) starfa með því að nota tækni sem kallast samsíða samanburður, sem er lykilatriði í getu þeirra til að umbreyta hliðstæðum merkjum í stafrænt snið hratt.Þessi aðferð endurspeglar „flassið“ í Flash ADC, svipað og skjótur útsetning í ljósmyndun.Kjarni þessa fyrirkomulags er samtímis mat á inntak hliðstæða spennu gegn mörgum viðmiðunarspennum, fengin úr viðnámstiga.Þessi hluti er hluti til að koma á viðmiðunarviðmiðum innan ADC.

Hver samanburður í fylkingunni gegnir sérstöku hlutverki: að bera saman komandi spennu við tilnefndan viðmiðunarspennu.Með því að framkvæma þennan samanburð gerir samtímis kleift að Flash ADC geti virkað á miklum hraða, sem er sterk andstæða við hægari röð samanburðs sem sést í öðrum ADC gerðum.Niðurstaða þessara samtímis samanburðar er hitamælir kóða, sem er röð samfellds '1 og fylgt eftir með' 0.Til dæmis, í fimm-comparator Flash ADC, myndi inntaksspenna sem er meiri en viðmiðunarspenna þriggja samanburðaraðila leiða til hitamæliskóða 11100. Þetta kóða snið breytir beinlínis inntakinu í stafrænt merki og endurspeglar nákvæmlega amplitude áInntaksspenna fyrir frekari stafræna vinnslu.

Kóðunarferli

Eftir að hafa búið til hitamælisnúmerið í Flash ADC byrjar kóðunarstigið.Þetta skref er mikilvægt vegna þess að það breytir hitamælinum í venjulegt tvöfalt snið.Þetta dregur úr fjölda framleiðslulína sem þarf og gerir stafrænu gögnin auðveldari að stjórna og vinna, bæta skilvirkni.

Oft er notað forgangsröðun við þetta verkefni.Það virkar með því að finna staðsetningu hæstu '1' í hitamælisnúmerinu og breyta þeirri stöðu í tvöfaldan fjölda.Til dæmis, í kóðanum 11100, er hæsti '1' í þriðja sæti, sem þýðir að tvöfaldur númer 011 í 3 bita ADC.Þessi aðferð tryggir að mikilvægasta inntakið er nákvæmlega táknað og veitir samsniðið stafrænt form inntaksspennunnar.Stundum eru aðrar kóðunaraðferðir eins og gráir kóða notaðir til að draga úr villum við merkisflutning og vinnslu.Kóðun verður að fara hratt til að passa háhraða getu Flash ADC.Til að ná þessu nota Flash ADC sérstakar kóðunarrásir sem eru hannaðar fyrir skilvirka notkun.Þessar hringrásir gera ráð fyrir skjótum og nákvæmri kóðun, viðhalda skjótum svörun tækisins og mikilli gagnaafköstum.

Vinna flass ADC

Mynd 4: Flash ADC

Flash hliðstæður-til-stafrænir breytir (ADCs) eru bestir í háhraða stafrænum forritum vegna þess að þeir umbreyta fljótt hliðstæðum merkjum í stafræn snið.Til þess að umbreyta fljótt hliðstæðum aðföngum í stafræna framleiðsla eru Flash ADC smíðaðir með flóknu kerfi háhraða samanburðar.Þetta net notar viðnámsspennuskiptingu til að dreifa viðmiðunarspennum yfir samanburðaraðilana.

Í Flash ADC ber hver samanburður á inntaksspennuna við sérstakt viðmiðunarstig.Viðmiðunarstig fyrir hvern samanburð er stillt með stöðu sinni í röðinni.Til dæmis, í N ​​-Bit Flash ADC, eru 2^n - 1 samanburðaraðilar.Viðmiðunarspenna hvers samanburðar er svolítið (LSB) hærri en sá fyrri.Þessi uppsetning býr til „hitamæli“ framleiðsla mynstur, þar sem tvöfaldir breytast í núll á þeim stað þar sem hliðstæða innspenna fellur undir viðmiðunarspennu samanburðarins.Þetta mynstur er svipað og hvernig kvikasilfur rís í hitamæli og merkir stöðugt hærri gildi þar til það nær punkti þar sem það stoppar.

Samanburðurinn í Flash ADC er hannaður til að takast á við hátíðni merki.Þeir eru venjulega með breiðband, lágmarksárangur til að koma jafnvægi á bandbreidd og ávinning.Lítill ávinningur er nauðsynlegur við hærri tíðni til að viðhalda afköstum og koma í veg fyrir vandamál.Og hver samanburður er hannaður með mjög litlum spennu á móti, minni en LSB, til að forðast rangar upplestur vegna minni spennubreytinga sem eru ekki hluti af raunverulegu merkinu.Til að tryggja að samanburðaraðilar veita áreiðanlegar framleiðsla nota Flash ADC endurnýjandi klemmur á hverju framleiðslustigi.Þessir klemmur nota jákvæð viðbrögð til að læsa framleiðsluástandi fyrir annað hvort 1 eða 0. Að útrýma öllum óljósum framleiðsla þarf þessa skýru ákvarðanatöku, sérstaklega við umbreytingu gagna um háhraða.

Að hámarka Flash ADC þýðir að betrumbæta hönnun sína með því að aðlaga samanburðarhagnað, draga úr spennu á móti og bæta endurgjöf klemmu.Með þessum endurbótum verður Flash ADC enn áhrifameiri í stafrænum rafeindatækni með því að auka nákvæmni þess, hraða og áreiðanleika.Með þessum endurbótum uppfylla Flash ADC hærri árangursstaðlar og þjóna í raun háþróuðum stafrænum forritum sem krefjast skjótra og nákvæmra hliðstæða til stafrænna umbreytingar.

3-bita Flash ADC hringrás

Mynd 5: 3-bita Flash ADC hringrás

Þriggja bita Flash ADC (hliðstætt til stafrænu breytir) hringrás er rafrænt kerfi sem notað er til að umbreyta hliðstætt merki í stafrænt.Ímyndaðu þér að þú hafir nákvæma og stöðugan viðmiðunarspennu, þekktur sem VREF, sem er þörf fyrir aðgerð ADC.Þessi VREF er til staðar með mikilli nákvæmni spennueftirlitsstofu sem tryggir að spennan haldist stöðug og nákvæm.Í þessari hringrás eru nokkrir samanburðaraðilar.Hver samanburður er tæki sem ber saman inntak hliðstæða spennu við sérstakt viðmiðunarspennustig.Þegar inntaksspennan fer hærri en viðmiðunarspennan við tiltekinn samanburð skiptir framleiðsla samanburðarins yfir í hátt ástand, sem þýðir að hún verður virk.

Samanburðunum er raðað í röð.Þannig að eftir því sem hliðstæða inntaksspenna eykst, verða fleiri samanburðarmenn virkir á fætur öðrum.Þessi virkjunarröð gefur til kynna stig inntaksspennunnar.Framleiðslan frá öllum þessum samanburðaraðilum er síðan send til forgangsröðunar.Hlutverk forgangsröðunarinnar er að skoða virka framleiðsluna og umbreyta þeim í tvöfaldan fjölda.Þessi tvöfaldur fjöldi táknar hæsta samanburð sem er nú virkur og veitir á áhrifaríkan hátt stafræna framsetningu á hliðstæðum inntaksspennu.Svo, 3 bita Flash ADC hringrás notar stöðuga viðmiðunarspennu til að bera saman gegn innspennu.Þegar inntaksspennan hækkar skipta fleiri samanburðaraðilum yfir í hátt ástand í röð.Þessi virka ríki eru síðan kóðuð í tvöfaldan fjölda með forgangsröðinni, sem gefur stafræna framleiðsla sem samsvarar hliðstæðum inntaksspennu.Þetta ferli gerir skjótt og árangursríkt umbreytingu hliðstæða merkja í stafrænt form.

Einfalda hönnun kóðara í Flash ADC kerfum

Mynd 6: Flash ADC

Forgangsröð kóðari skoðar nokkur aðföng og velur hæstu forgang sem er virkur.Þetta valferli hjálpar kerfinu að skilja hvaða merki á að vinna.Hins vegar, í sumum forritum, gætum við ekki þurft alla eiginleika venjulegs forgangsröðunar.Í þessum aðstæðum getum við nýtt okkur náttúrulegt einkenni samanburðar framleiðslunnar í Flash ADC.Samanburðaraðilar eru tæki sem bera saman tvo spennu og framleiða merki sem byggist á því sem er hærra.Í Flash ADC fara þessi samanburðar framleiðsla oft frá lágu til hátt í röð.Þetta þýðir að framleiðsla er náttúrulega pantað frá því lægsta til hæsta.

Með því að nota þessa náttúrulegu pöntun getum við einfaldað hönnunina.Í stað þess að nota flókinn forgangskóðara getum við notað röð af einkaréttum eða (xor) hliðum.Xor hlið eru grunn rökfræði hlið sem framleiða aðeins satt þegar inntakið er mismunandi.Með því að raða þessum XOR hliðum vandlega getum við búið til kóðunarbúnað sem velur í raun hæsta virka inntakið, alveg eins og forgangsröðun en með minni flækjum.

Þessi einfaldari kóðunaraðferð virkar vel vegna þess að hún nýtir sér „háa“ ástand mettun á samanburðinum.Í meginatriðum flokkar kerfið sig náttúrulega og Xor hliðin hjálpa bara við að lesa þetta flokkaða ástand.Þetta dregur úr heildar margbreytileika ADC kerfisins, sem gerir það auðveldara og ódýrara að byggja upp, en viðhalda samt skjótum afköstum.Með því að nota Xor hlið á þennan hátt getum við náð sömu áhrifum og forgangsröðun, en með færri hlutum og minna flóknum hönnunarvinnu.

Smíða kóðararásir með díóða fylkjum

Ein dugleg og einföld leið til að smíða kóðara hringrás er með því að nota fylki af díóða.Díóða eru rafeindir íhlutir sem leyfa straumnum að renna í eina átt meðan þeir hindra hann í gagnstæða átt.Með því að raða þessum díóða í fylki geturðu búið til kerfi sem túlkar mismunandi inntaksmerki og framleiðir samsvarandi stafræna kóða.Þessi aðferð er bæði naumhyggju og áhrifarík, sem gerir það að vinsælum vali til að byggja upp rafrásir.

Einfaldleiki þess að nota díóða fylki þýðir að þú þarft ekki flókna eða dýran íhluti.Í staðinn geturðu notað grunn rafræna hluti til að ná tilætluðum virkni.Þessi hagnýta nálgun er gagnleg fyrir þá sem eru að læra um rafeindatækni eða vinna að verkefnum með takmarkað fjármagn.

Í Flash ADC er hraðinn mikilvægur.Umbreytingarrásin verður að umbreyta hliðstæða merkinu fljótt og nákvæmlega í stafrænt snið.Díóða fylki henta vel fyrir þetta verkefni vegna þess að þeir geta starfað á miklum hraða og tryggt heildar skilvirkni ADC kerfisins.Að smíða kóðunarrásir með díóða fylki er hagnýt og árangursrík aðferð.Það gerir ráð fyrir samsetningu ADC kerfa með grunnhlutum, sem gerir það að aðgengilegum valkosti fyrir marga rafræna áhugamenn og fagfólk.

Mynd 7: Flash ADC með díóða fylki

Flash ADC á móti öðrum ADC

Mynd 8: N-bita flass ADC

Mynd 9: SAR uppbygging

Flash vs. SAR ADCS

Flash ADC og SAR ADC eru mjög mismunandi hvað varðar hraða, orkunýtni og kostnað.SAR ADC virka með því að ákvarða hvern og einn í einu og byrja frá mikilvægasta bitanum (MSB) yfir í minnst mikilvæga bit (LSB).Þeir nota samanburð í mikilli nákvæmni sem ber stöðugt saman við DAC framleiðsla, sem gerir ferlið smám saman og hægar og takmarkar hraða þeirra við nokkrar milljónir sýna á sekúndu (MSP).Aftur á móti umbreyta flass ADC öllu hliðstæðum inntaki í stafrænt merki í einu skjótt skrefi.Þetta gefur þeim brún í hraða og nær oft hraða í Gigasamples á sekúndu (GSPS) sviðinu.

Til dæmis geta SAR ADC, eins og MAX1132, boðið upp á upplausnir allt að 16 bita.Til samanburðar veita Flash ADC venjulega um 8 bita af upplausn.Hins vegar fylgir þessi hraði með viðskipti.8-bita SAR ADC, svo sem MAX1106, notar aðeins um 100 örflagir (µA) straumsins við 3,3 volt og starfar með 25 kílósískulínur á sekúndu (ksps).Aftur á móti eyðir Flash ADC Max104 stæltum 5,25 vött, sem er 16.000 sinnum aukning á orkunotkun.

Ennfremur eru SAR ADCs miklu hagkvæmari og koma í smærri pakka.Þeir eru einfaldari og ódýrari að framleiða, sem gerir þá að betri vali fyrir mörg forrit.Flash ADC, vegna mikillar aflþarfa þeirra, þurfa stærri pakka til að stjórna hitaleiðni og viðhalda heiðarleika merkja.Til dæmis er MAX104 pakkinn yfir 50 sinnum stærri en MAX1106.Þessi munur á stærð og orkunýtni gerir SAR ADC oft að ákjósanlegu vali við aðstæður eins og kostnað og kraft.

Flash vs. leiðsla ADC

Mynd 10: 12 bita leiðsla ADC

Hver hefur sína einstöku hönnun og einkenni, veitingar fyrir mismunandi þarfir byggðar á hraða, orkunotkun og upplausn.Leiðbeiningar ADC starfa með samhliða vinnsluuppbyggingu.Þetta þýðir að þeir geta séð um bita úr mörgum sýnum samtímis á mismunandi stigum.Hvert stig vinnur hluta sýnisins áður en það sendir það á næsta, sem gerir kleift að halda stöðugra gagnatæði.Þessari hönnun er ætlað að auka heildar vinnsluhraða.Samt sem áður, þessi samsíða vinnsla kostar: Leiðbeiningar ADC hafa tilhneigingu til að neyta meiri krafts og kynna smá leynd vegna þess tíma sem það tekur fyrir hvert stig að ljúka verkefni sínu.Sem dæmi má nefna að MAX1449, tegund af leiðsla ADC, getur náð allt að 100 milljónum sýna á sekúndu (MSP) með upplausnum á bilinu 8 til 14 bitar.Þetta gerir leiðslur ADC sem henta fyrir forrit sem krefjast miðlungs til háhraða og upplausna.

Aftur á móti nota Flash ADC einfaldari nálgun með einföldum samanburði.Þeir geta umbreytt hliðstætt merki í stafrænt næstum samstundis, sem gerir það mun hraðar en leiðsla ADC.Flash ADC eru færir um að ná mjög miklum hraða, oft nokkur hundruð MSP, en þau bjóða venjulega upp á lægri upplausnir, allt að 10 bita.Einfaldleiki þeirra og hraði gerir þau tilvalin fyrir forrit eins og í stafrænum sveiflum og hátíðni samskiptakerfi.

Þrátt fyrir ágreining sinn geta Flash ADC og leiðsla ADC bætt hvort annað í blendingum.Í slíkum stillingum eru Flash ADC samþættir í öðrum kerfum til að auka hraða en viðhalda viðeigandi upplausn og nákvæmni.Þessi samvirkni gerir kleift að auka frammistöðu og sýna fram á hvernig hægt er að nýta styrk hverrar tegundar til að uppfylla sérstakar kröfur um forrit.Þó að leiðsögn ADC séu hönnuð fyrir hærri upplausnir með hóflegum hraða og felur í sér flóknari vinnslu, þá skara Flash ADC til að ná mjög miklum hraða með einfaldari hönnun en lægri upplausn.Að skilja sérstaka eiginleika þeirra og forrit hjálpar til við að velja rétt ADC fyrir tiltekið verkefni.

Flash vs. samþætta ADC

Mynd 11: samþætta ADC

Flash ADC eru ótrúlega hratt við að umbreyta hliðstæðum merkjum í stafrænt form, sem gerir þau tilvalin fyrir verkefni sem krefjast rauntíma vinnslu.Þessi verkefni fela í sér stafræna sveiflusjá, vinnslu myndbands og ratsjárkerfi.Hins vegar hafa flass ADC lægri upplausn, oft á bilinu 6 til 8 bitar, þó að hærri upplausnir séu fáanlegar með hærri kostnaði og með auknum flækjum.Vegna mikils hraða þeirra neyta Flash ADC meiri kraft, sem getur verið galli í forritum þar sem orkuvernd er mikilvæg.Einnig gerir flókin uppbygging þeirra, sem felur í sér marga samanburð og viðnám, dýrari.

Aftur á móti eru samþættir ADC hægari og starfa á nokkur hundruð sýnum á sekúndu eða minna.Þessi hægari hraði þýðir að þeir henta ekki í rauntíma vinnslu.Í staðinn eru þeir fullkomnir fyrir forrit þar sem merki breytast hægt eða þurfa mikla nákvæmni með tímanum, svo sem að fylgjast með DC merkjum í iðnaðarumhverfi.Að samþætta ADC býður upp á mjög mikla upplausn, venjulega 16 bita og hærri, sem gerir þeim kleift að greina litlar breytingar á merkisstigum með mikilli nákvæmni.Þeir neyta einnig mjög lítinn kraft, sem gerir þá frábæra fyrir rafhlöðustýrt og lágmarks kraft.Ennfremur eru samþættir ADC yfirleitt hagkvæmari en Flash ADC vegna þess að einfaldari uppbygging þeirra felur í sér færri hluti.

Flash ADC eru best fyrir háhraða forrit sem þurfa rauntíma umbreytingu gagna, þrátt fyrir meiri orkunotkun og kostnað.Að samþætta ADC eru á sama tíma tilvalin fyrir háupplausnar, lághraða forrit þar sem orkunýtni og hagkvæmni eru mikilvæg.

Flash vs. Sigma-Delta ADCS

Mynd 12: Sigma-Delta ADC

Sigma-Delta ADC eru þekktir fyrir mikla upplausn.Þau eru hönnuð til að virka best við aðstæður þar sem nákvæmni er mikilvægari en hraði.Þessir ADC eru venjulega notaðir til notkunar með litla bandbreidd, venjulega minna en 1 MHz.Þeir geta náð mjög miklum ályktunum, á bilinu 12 til 24 bitar, með því að nota ferli sem kallast ofsýni.Þetta ferli felur í sér að taka mörg sýni og nota hávaðaminnkun síunartækni til að framleiða mjög nákvæma stafræna framsetningu á hliðstæðum merkjum.Samt sem áður hafa Sigma-Delta ADC galli: þeir eru tiltölulega hægir.Þetta gerir þau minna hentug fyrir forrit sem krefjast háhraða gagnabreytingar, sérstaklega í uppsetningum margra rásar þar sem vinna þarf mörg merki fljótt.Þrátt fyrir þessa takmörkun er áframhaldandi þróun í Sigma-Delta ADC.Þessar framfarir miða að því að bæta hraðann og mögulega gera þá raunhæfar samkeppnisaðila til að blikka ADC í atburðarásum sem þurfa lægri gagnahlutfall en hærri upplausnir.

Flash ADC eru aftur á móti smíðaðir fyrir hraða.Þeir geta umbreytt hliðstæðum merkjum í stafrænt á mjög háu verði, sem gerir þau tilvalin fyrir hátíðni umhverfi.Hins vegar hafa þeir venjulega lægri upplausn miðað við Sigma-Delta ADC.Til að vinna bug á hraðamörkum Sigma-Delta ADC eru verkfræðingar að kanna leiðir til að samþætta Flash ADC einingar innan Sigma-Delta kerfa.Þessi blendingur nálgun miðar að því að sameina mikinn hraða Flash ADC og háa upplausn Sigma-Delta ADC, sem leiðir til kerfis sem nýtir styrk beggja tækni til að bæta heildarárangur.

Kostir og gallar Flash ADC

Þátt	Upplýsingar
Hraði	Flash ADC eru þekktir fyrir hratt frammistaða.Þeir bera saman innspennu við margar tilvísanir á Á sama tíma og slepptu endurteknum skrefum sem notuð eru í öðrum ADC.Þetta gerir kleift að flassa ADC til að framleiða framleiðsla á millisekúndum, sem gerir þau góð fyrir tafarlaus gögn vinnsluþörf.
Einfaldleiki	Flash ADC er auðvelt í notkun.Þeir hafa Aðeins tvö stig: Samhliða samanburður og kóðun.Þessi einfaldleiki gerir þá Auðvelt að skilja og stjórna, draga úr flækjustigi og framleiðslu hönnunar kostar.Þegar upplausn eykst er þó þörf á fleiri samanburði, flækir hönnun og valdastjórnun.
Sveigjanleika og orkunotkun	Flash adcs stækka ekki vel.Fjöldi samanburðaraðilar sem þurftu eykst veldishraða með hærri upplausn, sem gerir hanna flóknari og krefjast meiri krafts.Þessi mikla orkunotkun er vandasamt fyrir flytjanleg tæki og umhverfi þar sem stjórnun hitans er Nauðsynlegt.
Flækjustig fyrir hærri ályktanir	Við hærri ályktanir verða flass ADC mjög flókið.Fleiri bitar þýða fleiri samanburð og flóknari viðnám Stiga, gera valdastjórnun og skipulag meira krefjandi.Þessi flækjustig getur dregið úr skilvirkni, nákvæmni og línuleika og þarfnast nákvæmrar Kvörðun, eykur bæði flækjustig og kostnað.Fleiri þættir þýða líka Meira flísarsvæði, sem er ekki tilvalið fyrir plásstakmörkuð forrit.Fyrir Háupplausnarþörf, önnur ADC tækni eins og samfelld nálgun eða Sigma-delta breytir eru oft hagkvæmari og stigstærð.

Forrit af Flash ADC

Samskiptakerfi: Flash ADC þjóna aðgerð í háhraða netum eins og sjóntrefjum og gervihnattasamskiptum.Þeir umbreyta hliðstæðum merkjum í stafrænt form á skilvirkan hátt, sem gerir kleift að fá skjót vinnslu og sendingu yfir langar vegalengdir.Þessi skjót umbreyting hjálpar til við að viðhalda háum samskipta gæðum, gott fyrir forrit eins og rauntíma útsendingar og hátíðni viðskipti.

Læknisfræðileg myndgreining: Flash ADC er einnig þörf í læknisfræðilegri myndgreiningartækni eins og Hafrannsóknastofnun og CT skannar.Þessir ADC umbreyta fljótt hliðstæðum merkjum sem líkaminn hefur myndast í stafrænum gögnum, sem gerir kleift að búa til háupplausnarmyndir í rauntíma.Þessi fljótleg og nákvæm gagnabreyting er best til að greina og meðhöndla læknisfræðilegar aðstæður, sérstaklega við áríðandi aðstæður.

Rafræn hernaður: Á sviði rafræns hernaðar þarf Flash ADC fyrir merkjagreind og rafrænar mótvægisaðgerðir.Þessir breytir breyta fljótt flóknum hliðstæðum merkjum í stafrænt snið, sem gerir hernum kleift að bera kennsl á og vinna gegn ógnum í rauntíma.Þessi hæfileiki eykur stefnumótandi og rekstrarviðbrögð herdeildanna.

Stafrænar sveiflusóknir: Í þeim tilgangi að fylgjast nákvæmlega með bylgjuformi rafmagnsmerkja þurfa stafrænar sveiflusóknir flass ADC.Þessir ADC umbreyta hátíðni hliðstæðum merkjum í stafrænt form næstum samstundis.Þessi skjót umbreyting skiptir máli vegna þess að það tryggir að stafræna skjár sveiflusjásins er nákvæm eftirmynd af hliðstæðum merkjum.Þetta hjálpar til við að nákvæma greiningu og mælingu á bylgjulögum, sem gerir Flash ADC ómissandi fyrir rauntíma merkisvinnslu.

Ratsjárkerfi: Ratsjártækni treystir mjög á Flash ADC.Ratsjárkerfi treysta á þessa breytum til að breyta fljótt hliðstæðum merkjum, sem hopp aftur úr hlutum, í stafræn gögn.Flash ADC gegna stóru hlutverki í rafrænum hernaðarmerki og rafrænum mótvægisaðgerðum.Ratsjárkerfi krefjast getu til að greina og fylgjast með hlutum með mikla nákvæmni, þörf fyrir varnar og eftirlitsaðgerðir.Flash ADC býður upp á þessa getu með því að breyta fljótt merkjum.

Háhraða gagnaöflun: Flash ADC eru grundvallaratriði í sviðum sem krefjast skjótra gagnaöflunar, svo sem vísindarannsókna, iðnaðareftirlits og sjálfvirkra prófa.Þessir breytir eru hannaðir til að ná fljótt að breyta merkjum án þess að tapa mikilvægum upplýsingum.Þessi háhraða gagnaöflun er nauðsynleg til að fá nákvæma greiningu og eftirlit í forritum þar sem heiðarleiki merkja er mikilvægur.

Niðurstaða

Flash ADC tákna hámark hraðans í hliðstæðum til stafrænu viðskiptatækni með einföldu en öflugu hönnun sinni sem gerir kleift að fá skjót merki vinnslu.Þessi grein hefur sýnt mismunandi hlutverk sitt í háhraða, rauntíma forritum, þar sem þörf er á skjótum umbreytingu frá hliðstæðum til stafrænna.Þó að Flash ADC séu einfaldir í rekstri sínum, standa þeir frammi fyrir áskorunum við að stækka upplausn, þurfa flóknari hönnun og meiri orku notkun.Þetta jafnvægi milli hraða og skiptingar í orkunýtni og margbreytileika hönnunar er mikilvægt í ADC tækni.Eftir því sem þörfin fyrir hraðari og skilvirkari rafeindatækni mun vaxa, munu Flash ADC gegna stóru hlutverki í framtíð stafrænnar rafeindatækni, jafnvægishraða, upplausn og orkunýtni til að mæta þörfum bæði iðnaðar og neytendatækni.

Algengar spurningar [FAQ]

1. Af hverju er Flash ADC hraðari?

Flass ADC, einnig þekkt sem samsíða ADC, er hraðari en aðrar tegundir ADC vegna þess að það vinnur alla bita af inntaksmerkinu samtímis.Þessari samsíða vinnslu er náð með því að nota röð samanburðar sem hver athugar hvort inntaksspennan er yfir eða undir ákveðnum viðmiðunarstigum.Þar sem það framkvæmir allan samanburð í einu og gefur beint út stafrænu gildi, útrýma Flash ADC þörfinni fyrir röðun eða endurtekningarferli sem finnast í öðrum ADC gerðum.Þessi hönnun gerir ráð fyrir næstum tafarlausri umbreytingu, sem gerir Flash ADC að hraðasta gerðinni sem völ er á.

2. Hvað er 2-bita Flash ADC?

2 bita Flash ADC er tegund af hliðstæðum til stafrænu breyti sem magngreinir hliðstætt inntaksmerki í eitt af fjórum mögulegum stafrænum framleiðslum (00, 01, 10 eða 11).Það notar þrjá samanburð, hver og einn ber saman inntaksmerkið við aðra viðmiðunarspennu.Framleiðsla þessara samanburðar er síðan afkóðað í 2 bita stafrænt gildi.Þessi ADC er fær um að tákna hliðstæða inntak með upplausn fjögurra stiga.

3. Hvað er 3 bita Flash ADC?

Þriggja bita Flash ADC stækkar 2-bita útgáfuna með því að veita enn fínni upplausn.Það breytir hliðstæðum inntaki í einn af átta mögulegum stafrænum framleiðslum (á bilinu 000 til 111).Þessi tegund af ADC notar sjö samanburð, hver stillt á sérstaka viðmiðunarspennu.Samanburðaraðilarnir meta samtímis hvort inntaksspennan er hærri eða lægri en tilvísanir þeirra og niðurstöðum er síðan breytt í 3 bita stafræna kóða, sem gerir kleift að framsetning hliðstæða inntaksins á átta mismunandi stigum.

4. Hvar er Flash ADC notað?

Forrit sem krefjast skjótra umbreytingar gagna og mikill hraði eru þau helstu sem nota Flash ADC.Algeng tilfelli notkunar fela í sér stafræna myndbandsútsendingu, ratsjárkerfi og hátíðni merkisvinnslu.Þeir eru fullkomnir fyrir stillingar þar sem viðbragðstími skiptir mjög máli vegna næringarríkis umbreytingar á hliðstæðum merkjum í stafrænt form.

5. Hvernig er hliðstætt merki breytt í stafrænt með ADC tegundum?

Í Flash ADC er hliðstæða inntaksmerkið gefið í röð samanburðar.Hver samanburður er með viðmiðunarspennu sem skiptir inntaksspennu sviðinu í jafna hluti.Allar samanburðarmenn starfa samtímis, hver skilar tvöfaldri framleiðsla '1' ef inntakið fer yfir viðmiðunarspennu þess og '0' að öðru leyti.Þessar tvöfaldar framleiðsla eru síðan sameinuð í rökstýringu, sem þýðir að samanburðarútgáfurnar í tvöfaldan fjölda sem táknar stafræna jafngildi hliðstæða inntaksins.

6. Hversu marga bita er Flash ADC?

Fjöldi bita í Flash ADC skilgreinir upplausn sína, þ.e.a.s. hversu fínt það getur skipt hliðstæða inntakssviðinu og táknað það sem stafrænt framleiðsla.Flash ADC geta verið mjög breytilegir í upplausn þeirra, oft á bilinu 2 bita til allt að 10 bita eða meira, allt eftir sérstökum notkun og nauðsynlegri nákvæmni.

7. Hver er hraði Flash ADC?

Hraði Flash ADC ræðst fyrst og fremst af því hve fljótt samanburðaraðilar þess geta komið sér fyrir og rökstuðningur þess getur umritað framleiðsluna.Venjulega geta Flash ADC náð umbreytingartímum á röð nanósekúnda.Sem dæmi má nefna að háhraða flass ADC gæti boðið hraða á bilinu 500 megasamples á sekúndu (MSP) til yfir nokkrum gigasamples á sekúndu (GSP), sem gerir þær einstaklega hratt miðað við aðrar ADC gerðir.Forrit sem þurfa rauntíma vinnslu og lítil leynd er háð þessum árangri.