Flash Analog-to-Digital Converter ປ່ຽນສັນຍານ analog ໃຫ້ເປັນຜົນຜະລິດ digital ໃນຂັ້ນຕອນດຽວ. ມັນໃຊ້ຫຼາຍເຄື່ອງປຽບທຽບເພື່ອປະເມີນຂໍ້ມູນກັບຫຼາຍລະດັບອ້າງອີງໃນເວລາດຽວກັນ. ໂຄງສ້າງນີ້ເຮັດໃຫ້ສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້ໄວຫຼາຍ, ເຮັດໃຫ້ເຫມາະສົມກັບລະບົບທີ່ຕ້ອງການການຈັດການສັນຍານໃນເວລາຈິງ ແລະ ຄວາມໄວສູງ.
ຄ1. Flash ADC ແມ່ນຫຍັງ?
ຄ2. ວິທີທີ່ Flash ADC ເຮັດວຽກ
ຄ3. ຂໍ້ ຮຽກຮ້ອງ ຂອງ ການ ອອກ ແບບ ແລະ ການ ແລກປ່ຽນ
ຄ4. ການ ທ້າ ທາຍ ແລະ ການ ແກ້ ໄຂ ຂອງ Flash ADC
ຄ5. ການນໍາໃຊ້ທົ່ວໄປຂອງ Flash ADC
ຄ6. Flash ADC vs ADC ຊະນິດອື່ນໆ
ຄ7. ຜົນ ປະ ໂຫຍດ ແລະ ຂໍ້ ເສຍ ຫາຍ
ຄ8. ສະຫລຸບ
ຄ9. ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
Flash ADC ແມ່ນຫຍັງ?
Flash ADC ເປັນປະເພດທີ່ໄວທີ່ສຸດຂອງການປ່ຽນແປງແບບ analog-to-digital. ມັນ ປ່ຽນ input analog ເປັນ output digital ໂດຍ ການ ປຽບ ທຽບ ສັນຍານ ກັບ ຊຸດ ຂອງ volt ອ້າງ ອີງ ໃນ ຄຽງ ຄູ່ ກັນ. ເພາະ ການ ປ່ຽນ ໃຈ ເຫລື້ອມ ໃສ ເກີດ ຂຶ້ນ ໃນ ຂັ້ນ ຕອນ ດຽວ, ການ ຊັກ ຊ້າ ແມ່ນ ຕ່ໍາ ຫລາຍ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ເຫມາະສົມກັບລະບົບທີ່ຕ້ອງການການຕອບສະຫນອງຢ່າງວ່ອງໄວ.
ວິທີທີ່ Flash ADC ເຮັດວຽກ
Flash ADC ປ່ຽນສັນຍານอินพุต analog ໃຫ້ເປັນຄ່າ digital ໂດຍການສົມທຽບກັບລະດັບອ້າງອີງຫຼາຍລະດັບໃນເວລາດຽວກັນ. ຂະບວນການຄຽງຄູ່ນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ການປ່ຽນແປງເກີດຂຶ້ນໃນຂັ້ນຕອນດຽວ. ສ່ວນຫຼັກແມ່ນຂັ້ນໄດ resistor, comparators ແລະ encoder.
ເຄືອຂ່າຍຂັ້ນໄດຕ້ານທານ
ຂັ້ນ ໄດ resistor ສ້າງ volt ອ້າງ ອີງ ທີ່ ເທົ່າ ທຽມ ກັນ ຕະ ຫລອດ ຂອບ ເຂດ input. ລະດັບອ້າງອີງເຫຼົ່ານີ້ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນຈຸດປຽບທຽບສໍາລັບການວັດແທກວ່າສັນຍານอินพุตສູງຫຼືຕໍ່າສໍ່າໃດ.
ເຄື່ອງປຽບທຽບ
ແຕ່ລະເຄື່ອງປຽບທຽບຈະສົມທຽບแรงดันอินพุตກັບລະດັບອ້າງອີງ. ຖ້າแรงดันอินพุตສູງກວ່າຂໍ້ອ້າງອີງ, ເຄື່ອງປຽບທຽບຈະສົ່ງສັນຍານສູງ. ຖ້າ ມັນ ຕ່ໍາ ກວ່າ, ຜົນ ປະ ໂຫຍດ ຈະ ຍັງ ຕ່ໍາ ຢູ່. ຜົນອອກຂອງເຄື່ອງປຽບທຽບຈະປະກອບເປັນລະຫັດອຸນຫະພູມ, ຕາມປົກກະຕິແລ້ວຈະສະແດງເປັນແຖວທີ່ມີຄ່າສູງຕິດຕາມດ້ວຍຄ່າຕໍ່າ.
ເຄື່ອງເຂົ້າຫນັງສື
ເຄື່ອງເຂົ້າຫນັງສືອ່ານລະຫັດອຸນຫະພູມແລະປ່ຽນເປັນຕົວເລກສອງ. ຕົວເລກສອງນີ້ແມ່ນຜົນອອກທາງດ້ານดิจิตอลທີ່ສະແດງເຖິງລະດັບຂອງສັນຍານอินพุต analog ດັ້ງເດີມ.
ຂໍ້ຮຽກຮ້ອງໃນການອອກແບບ ແລະ ການແລກປ່ຽນ
ປະສິດທິພາບຂອງ Flash ADC ຂຶ້ນຢູ່ກັບຄວາມສົມດຸນຂອງຄວາມໄວ, ຄວາມຖືກຕ້ອງ ແລະ ຄວາມສະຫຼັບຊັບຊ້ອນຂອງຮາດແວຣ໌.
ການຂະຫຍາຍຮາດແວຣ໌
ຈໍານວນຂອງສ່ວນປະກອບເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງວ່ອງໄວຕາມຄວາມລະອຽດ:
• 2ⁿ − 1 ເຄື່ອງປຽບທຽບ
• ໃຊ້ຕົວຕ້ານທານ 2ⁿ
ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ການໃຊ້ພະລັງງານສູງຂຶ້ນ, ຂະຫນາດຫມວດໃຫຍ່ກວ່າ ແລະ ລາຄາເພີ່ມຂຶ້ນ.
ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຜູ້ປຽບທຽບ
ເຄື່ອງປຽບທຽບຕ້ອງປ່ຽນໃນລະດັບแรงดันທີ່ແນ່ນອນ. ຄວາມຜິດພາດ offset ສາມາດປ່ຽນຂອບເຂດການຕັດສິນໃຈແລະລົດຄວາມຖືກຕ້ອງ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຈໍາເປັນຕ້ອງມີລະດັບອ້າງອີງທີ່ຫມັ້ນຄົງ.
ການສ້າງຜົນຜະລິດທີ່ຫມັ້ນຄົງ
ລັກ ທີ່ ສ້າງ ຄືນ ໃຫມ່ ຖືກ ໃຊ້ ເພື່ອ ຜະລິດ ເຄື່ອງ ຄອມ ພິວ ເຕີ ທີ່ ສະອາດ. ມັນ ໃຫ້ ແນ່ ໃຈ ວ່າ ສັນຍານ ຈະ ຕົກລົງ ໃນ ສະພາບ ສູງ ຫລື ຕ່ໍາ ທີ່ ແຈ່ມ ແຈ້ງ.
ຂໍ້ຈໍາກັດຄວາມໄວສູງ
ໃນความถี่ສູງ, ການຮັກສາຄຸນນະພາບຂອງສັນຍານຈະຍາກຂຶ້ນ. ຂໍ້ຈໍາກັດຂອງຂອບເຂດແລະສຽງດັງສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການດໍາເນີນງານທີ່ໄວ້ວາງໃຈໄດ້.
ການ ທ້າ ທາຍ ແລະ ການ ແກ້ ໄຂ ຂອງ Flash ADC
| ແງ່ມຸມ | ສາເຫດ | ຜົນກະທົບ | ການແກ້ໄຂ |
|---|---|---|---|
| ລະຫັດ Sparkle | ເວລາ ບໍ່ ສອດຄ່ອງ ຫລື ການ ຕົກລົງ ຂອງ ສັນຍານ ບໍ່ ຄົບ ຖ້ວນ | ແບບແຜນຜົນອອກທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງ | ໃຊ້ການເຂົ້າລະຫັດການແກ້ໄຂ bubble ແລະປັບປຸງຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງສັນຍານ |
| Metastability | ຜູ້ປຽບທຽບບໍ່ສາມາດຕົກລົງໃນສະພາບທີ່ແຈ່ມແຈ້ງໄດ້ໄວ | ຜົນທີ່ບໍ່ແນ່ນອນ | ໃຊ້ວິທີການລ໊ອກແລະເຂົ້າລະຫັດທີ່ເຫມາະສົມ |
| ການຈໍາກັດຄວາມໄວຂອງຂໍ້ມູນ | input ປ່ຽນແປງໄວກວ່າທີ່ຫມວດສາມາດຕອບສະຫນອງໄດ້ | ການ ບິດ ເບືອນ ແລະ ການ ປ່ຽນ ໃຈ ເຫລື້ອມ ໃສ ທີ່ ບໍ່ ຖືກຕ້ອງ | ໃຊ້ຫມວດ track-and-hold ເພື່ອເຮັດໃຫ້ input ຫມັ້ນຄົງ |
| ການປ່ຽນແປງເວລາ | ການປ່ຽນແປງເວລາ Sampling ແລະ latch | ຄວາມຖືກຕ້ອງຫນ້ອຍລົງໃນຄວາມໄວສູງ | ປັບປຸງການຄວບຄຸມເວລາ ແລະ ຫລຸດຜ່ອນຄວາມເຄັ່ງຕຶງ |
ການນໍາໃຊ້ທົ່ວໄປຂອງ Flash ADC
Flash ADCs ຖືກ ໃຊ້ ໃນ ບ່ອນ ທີ່ ຕ້ອງການ ການ ປ່ຽນ ສັນຍານ ທີ່ ວ່ອງໄວ ແລະ ການ ຊັກ ຊ້າ ຕ້ອງ ມີ ຫນ້ອຍ ທີ່ ສຸດ.
• oscilloscopes ຄວາມໄວສູງ: ຈັບການປ່ຽນແປງສັນຍານຢ່າງວ່ອງໄວຢ່າງຖືກຕ້ອງເພາະການປ່ຽນແປງເກີດຂຶ້ນເກືອບທັນທີ
• ລະບົບ radar: ກວດສອບສັນຍານທີ່ເຄື່ອນໄຫວໄວໃນບ່ອນທີ່ຕ້ອງການການຕອບສະຫນອງຢ່າງວ່ອງໄວສໍາລັບການຕິດຕາມ ແລະ ວັດແທກ
• ລະບົບການສື່ສານທາງດ້ານຄອມພິວເຕີ: ຮັບມືກັບສັນຍານທີ່ມີຂອບເຂດສູງເຊິ່ງຕ້ອງມີຕົວຢ່າງໄວເພື່ອຮັກສາຄວາມຊື່ສັດຂອງຂໍ້ມູນ
• ອຸປະກອນການປັບປຸງວິດີໂອ: ສະຫນັບສະຫນູນການປ່ຽນແປງສັນຍານໃນເວລາຈິງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເພື່ອຜົນອອກທີ່ສະດວກແລະຫມັ້ນຄົງ.
Flash ADC vs ADC ຊະນິດອື່ນໆ
| ແງ່ມຸມ | Flash ADC | SAR ADC | Pipelined ADC | ການລວມເຂົ້າກັນ / Sigma-Delta ADC |
|---|---|---|---|---|
| ຫຼັກການເຮັດວຽກ | ການປຽບທຽບແບບຄຽງຄູ່ກັນໃນຂັ້ນຕອນດຽວ | ການປ່ຽນແປງຕາມລໍາດັບ | ຂະບວນການຫຼາຍຂັ້ນຕອນ | ອີງຕາມເວລາ ຫຼື oversampling |
| ຄວາມ ໄວ | ໄວ ທີ່ ສຸດ | ພໍ ສົມ ຄວນ | ສູງ | ຕ່ໍາ |
| ການແກ້ໄຂ | ຕ່ໍາເຖິງປານກາງ | ສູງ | ປານກາງເຖິງສູງ | ສູງຫຼາຍ |
| ການໃຊ້ພະລັງງານ | ສູງ | ຕ່ໍາ | ກາງ | ຕ່ໍາເຖິງປານກາງ |
| ການນໍາໃຊ້ຫຼັກ | ລະບົບຄວາມໄວສູງ | ໃຊ້ສໍາລັບຈຸດປະສົງທົ່ວໄປ | ຮູບພາບ ແລະ ການສື່ສານ | ສັນຍານທີ່ຖືກຕ້ອງແລະຄວາມໄວຕໍ່າ |
ข้อดีແລະข้อเสีย
| ຜົນປະໂຫຍດ | ຂໍ້ບົກພ່ອງ |
|---|---|
| ການ ປ່ຽນ ໃຈ ເຫລື້ອມ ໃສ ທີ່ ວ່ອງ ໄວ ທີ່ ສຸດ | ຕ້ອງມີຜູ້ປຽບທຽບຫຼາຍ |
| ການດໍາເນີນການຂັ້ນຕອນດຽວ | ການໃຊ້ພະລັງງານສູງ |
| ບໍ່ເພິ່ງພາອາໄສການປ່ຽນແປງຊ້ໍາອີກ | ລາຄາ ແພງ ໃນ ຄວາມ ລະອຽດ ທີ່ ສູງ ກວ່າ |
| ເຫມາະສົມສໍາລັບການດໍາເນີນການໃນເວລາຈິງ | |
| ການແກ້ໄຂທີ່ໃຊ້ໄດ້ຈໍາກັດ |
ການສະຫລຸບ
Flash ADCs ບັນລຸຄວາມໄວໃນການປ່ຽນແປງສູງຫຼາຍໂດຍການຈັດການກັບການປຽບທຽບທັງຫມົດໃນເວລາດຽວກັນ. ສິ່ງນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ປ່ຽນສັນຍານ analog ໃຫ້ເປັນຮູບແບບ digital ໄດ້ທັນທີ. ເຖິງ ຢ່າງ ໃດ ກໍ ຕາມ, ຄວາມ ຕ້ອງການ ສ່ວນ ປະກອບ ຫລາຍ ຢ່າງ ຈະ ເພີ່ມ ທະວີ ການ ໃຊ້ ພະລັງ ແລະ ຈໍາກັດ ການ ແກ້ ໄຂ. ເຖິງແມ່ນວ່າຈະມີການແລກປ່ຽນເຫຼົ່ານີ້, Flash ADCs ຍັງມີຄວາມສໍາຄັນໃນລະບົບທີ່ຕ້ອງການການປ່ຽນແປງສັນຍານທີ່ວ່ອງໄວ ແລະ ໄວ້ວາງໃຈໄດ້.
ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
ຄວາມລະອຽດຕາມປົກກະຕິຂອງ Flash ADC ແມ່ນຫຍັງ?
ຕາມ ປົກກະຕິ ແລ້ວ Flash ADCs ຈະ ຈໍາກັດ ໃຫ້ ມີ ຄວາມ ລະອຽດ ຕ່ໍາ, ຕາມ ປົກກະຕິ ແລ້ວ ປະມານ 6 ເຖິງ 8 bits, ເພາະ ຄວາມ ລະອຽດ ສູງ ກວ່າ ນັ້ນ ຕ້ອງ ໃຊ້ hardware ຫລາຍ ກວ່າ ເກົ່າ.
ເປັນຫຍັງ Flash ADC ຈຶ່ງຕ້ອງມີເຄື່ອງປຽບທຽບຫຼາຍ?
ມັນໃຊ້ເຄື່ອງປຽບທຽບ 2ⁿ − 1 ເພື່ອສົມທຽບລະດັບแรงดันທັງຫມົດໃນເວລາດຽວກັນ, ເຮັດໃຫ້ສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້ໄວຫຼາຍ ແຕ່ເພີ່ມຄວາມສະຫຼັບຊັບຊ້ອນ.
ບົດບາດຂອງຫມວດ track-and-hold ແມ່ນຫຍັງ?
ມັນ ຮັກສາ ສັນຍານ input ໃຫ້ ຫມັ້ນຄົງ ໃນ ລະຫວ່າງ ການ ປ່ຽນ ແປງ, ດັ່ງນັ້ນ ຜູ້ ປຽບທຽບ ທັງ ຫມົດ ຈະ ປະ ເມີນ volt ດຽວ ກັນ.
ອັນໃດຈໍາກັດຄວາມໄວຂອງ Flash ADC?
ເວລາຕອບສະຫນອງຂອງເຄື່ອງປຽບທຽບ, bandwidth input ແລະ ການປ່ຽນແປງເວລາສາມາດຫລຸດຜ່ອນປະສິດທິພາບໃນຄວາມໄວສູງ.
ເປັນຫຍັງຈຶ່ງໃຊ້ລະຫັດອຸນຫະພູມກ່ອນການປ່ຽນແປງລະບົບສອງ?
ມັນໃຫ້ການສະແດງຜົນອອກຂອງເຄື່ອງປຽບທຽບທີ່ງ່າຍໆແລະເປັນລະບຽບ, ເຮັດໃຫ້ງ່າຍຂຶ້ນສໍາລັບ encoder ທີ່ຈະສ້າງຄຸນຄ່າສອງທີ່ຖືກຕ້ອງ.
