Care este diferența dintre un cuantificator și un codificator într-un convertor analog la digital?


Răspunsul 1:

Există trei pași în convertirea unui semnal analogic în digital. Primul este că semnalul trebuie să fie prelevat. Semnalul eșantionat trebuie cuantificat și apoi trebuie codat la un cod binar, astfel încât să poată fi procesat în continuare în faza.

Luăm, de exemplu, un digitalizator de 1 biți (deoarece acesta este cel mai simplu caz). Circuitul standard de reținere a eșantionului este prezentat mai jos:

Pe baza vitezei ceasului, semnalul care vine de la terminalul AI va fi stocat în condensator, atunci când comutatorul este „ON”. Când este oprit, condensatorul se descarcă, astfel tensiunea stocată în condensator apare (cu ceva câștig) la ieșirea AO.

Acum, următorul pas, cuantizarea poate fi imaginată ca făcând eșantionare în domeniul „Amplitudine”. Pentru simplitate, vom presupune un cuantificator de 1 biți, care se reduce la un circuit de comparație:

Acum, dacă se descompune procesul de eșantionare, modul în care se apropie este:

ieșire = 1 * Tensiune la t = n * ts

ieșire = 0 * Tensiune în alte momente.

Dacă observați cu atenție, veți vedea că ieșirea va fi egală cu tensiunea de intrare numai la instantele de timp integral.

Acum, aplicați același lucru la cuantizatorul nostru de 1 biți. Deoarece cuantizatorul are un singur bit, acesta poate avea cel mult 2 niveluri. Deci un cuantificator simplu este un circuit comparator. Când intrarea este mai mare de 0, el produce tensiune înaltă, egală cu tensiunea de alimentare a comparatorului; masă când intrarea este <0. Acum v-ați asigurat că tensiunea de intrare rămâne pusă la oricare dintre aceste două tensiuni. Cu alte cuvinte, l-ați cuantificat. Dar acest semnal este încă în domeniul timpului discret și nu este încă transformat în semnal digital „pur”. Un semnal digital pur trebuie să fie sub formă de cod binar pentru sistemele digitale în lanțul de semnal pentru a-l prelucra în continuare.

Această etapă este realizată în codificator. În cazul de 1 biți, Quantizerul se dublează ca și codificator, deoarece oferă o ieșire binară direct. Însă într-un sistem cu două biți ceva mai complicat pe două biți, vor exista doi comparatori, comparând intrarea la 3 niveluri diferite și cuantificând-o la niveluri de tensiune între cele 4 „cuante” acceptate. Apoi, aceste semnale vor fi codate cu ajutorul logicii combinaționale pentru a scoate 4 coduri binare, fiecare pentru un nivel de la 00 la 11.

Același concept poate fi aplicat și pentru ADC-urile cu rezoluții mai mari de biți.