Kategorie

Przetworniki

W dobie dominacji systemów cyfrowych na niemalże każdym polu eksploatacji, jakakolwiek interakcja urządzenia z rzeczywistym, analogowym światem wymaga konwersji sygnałów analogowych na cyfrowe i odwrotnie, w zależności od kierunku tej interakcji. Rolę pomostu – swoistego tłumacza – pomiędzy tymi dwoma światami pełnią przetworniki analogowo-cyfrowe (A/C) i cyfrowo-analogowe (C/A). Charakteryzują się one wieloma parametrami, które dobrać należy w zależności od konkretnych wymagań systemu.

Scalone przetworniki A/C oraz C/A o szerokim zakresie zastosowań

Ze względu na złożoność i potrzebę precyzyjnie dobranych komponentów, wszystkie oprócz najbardziej wyspecjalizowanych przetworników są produkowane jako układy scalone. Dyskretne rozwiązania stosuje się jedynie w wojskowych systemach radarowych czy wysokowyspecjalizowanym sprzęcie laboratoryjnym. Natomiast scalone przetworniki, takie jak modele dostępne w naszym sklepie, znajdują się w sprzęcie audio, systemach pomiarowych, układach automatyki domowej i przemysłowej, a także wielu innych urządzeniach. Układy tego rodzaju wyposażone są w różne interfejsy komunikacyjne – od równoległych, po szeregowe, takie jak np. SPI czy I2C.

Podstawowe parametry scalonych przetworników

Układy przetworników charakteryzują się szeregiem parametrów elektrycznych, które definiują zakres ich zastosowania i pozwalają w prosty sposób dobrać je do konkretnej aplikacji. Dwa podstawowe to rozdzielczość i częstotliwość próbkowania. Pierwszy z nich mówi, jak długie jest bitowe słowo cyfrowe, opisujące każdą próbkę sygnału analogowego – im dłuższe, tym układ będzie precyzyjniejszy. Drugi parametr mówi o tym, jak często układ może odczytywać/generować próbkę sygnału analogowego. Im dany przetwornik jest szybszy, tym lepiej radzi sobie z sygnałami o wysokiej częstotliwości.

Przetworniki analogowo-cyfrowe

Przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC lub przetwornik A/C) to system, który przekształca analogowy sygnał napięciowy (rzadziej prądowy) na sygnał cyfrowy. Jest to sygnał dyskretny, więc poziomy napięć są skwantowane, tj. mogą przyjmować tylko predefiniowane wartości (ich ilość związana jest z rozdzielczością); dodatkowo zdyskretyzowany jest także w czasie, ponieważ pomiar nie jest ciągły, a następuje co ustalony odcinek czasu (okres próbkowania).

Przetworniki cyfrowo-analogowe

Konwerter cyfrowo-analogowy (DAC lub przetwornik C/A) to układ, który przekształca sygnał w postaci cyfrowej na analogowy. Realizuje on odwrotną funkcję niż przetwornik analogowo-cyfrowy. Istnieje kilka architektur przetworników cyfrowo-analogowych. Przetworniki C/A są powszechnie używane w odtwarzaczach muzycznych do przekształcania cyfrowych strumieni danych w analogowe sygnały audio. Są one również używane w telewizorach i telefonach komórkowych do konwersji cyfrowych danych na analogowe sygnały wideo, które łączą się ze sterownikami ekranu w celu wyświetlania obrazów monochromatycznych lub kolorowych.