Un ADC simplemente convierte una señal analógica a una digital. Entonces, ¿por qué tenemos especial ADCs de audio y de vídeo de la aplicación? ¿Qué pasa si uno se para uso general op-amp en ellos en su lugar?
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crgrace
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En primer lugar, creo que el uso de la palabra "simplemente" muy a la ligera. Los ADCs son algunos de los más complejos, difíciles de señal mixta de los sistemas en uso. Para cumplir con los diferentes objetivos de rendimiento práctico ADCs usar diferentes arquitecturas (el más importante en este momento son de sigma-delta, SAR, y Canalizado).
Diseño de ADC se caracteriza por muy doloroso que optar entre la velocidad, la precisión, el ruido, y la disipación de energía. Por ejemplo, para aumentar la SNDR de una térmico ruido limitada ADC por un bit aumenta la potencia de aproximadamente 4X (porque el ruido es proporcional a la raíz cuadrada(C)).
A la primera orden (y esto es MUY duro, mente) usted puede pensar en la precisión de velocidad producto de un ADC a ser constante. Así, para hacer un ADC muy precisa debe ser lento, y, por el contrario, el más rápido de los ADCs (ahora en 40 GS/s y más allá) tienen muy baja resolución (4 - 6 bits o algo así). Esto es debido a una combinación de factores tales como el oversampling (tomar varias muestras y promedio) que reduce la velocidad, y la capacidad de muestreo y retención circuitos para adquirir señales en la necesaria precisión (por ejemplo, un 10 bits de muestreo y retención necesidades para el muestreo de la señal de entrada con una precisión de 0.1%. Una de 16 bits de muestreo y retención necesidades para el muestreo de la entrada con una precisión de 0.001% (!). La precisión, es decir, la señal de asentamiento, se toma su tiempo.
Así, un archivo de Audio ADC es normalmente de 16 a 24 bits, y tiene un efectivo de la tasa de muestreo de 44 khz a 96 kHz o más. (tenga en cuenta que el ADC es de muestreo MUCHO más rápido que este, porque de sigma-delta modulation).
Un video de ADC es normalmente de 8 a 12 bits (a veces 14b) y muestras entre 10 - 40 MHz.
Un ADC en un Gb chip Ethernet sería más como 6 - 8 bits @ 125 MHz.
Un ADC en una Ethernet de 10 gb chip sería más como 6 - 8 bits @ 1.25 GHz.
Un ADC para un DDR4 transceptor o un receptor radar puede ser más como los de 4 bits a 10 GHz.
Y así sucesivamente. La razón por la que hay tantos Adc es que hay tantos lugares en el espacio de parámetros. ¿Te importa el ruido? Será su costo. Cuidar la alimentación? Será su costo.
Un propósito general ADC es un equilibrio de los diferentes factores que ha de utilizar en una variedad de aplicaciones, pero no pueden llevar a cabo en los extremos de la velocidad o precisión.
Alex Andronov
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Un propósito general de ADC se espera que funcionan razonablemente bien, la captura de cualquier tipo de contenido de frecuencia de DC hasta su límite de ancho de banda; la exactitud en la grabación de cualquier contenido de frecuencia debe ser afectada por la presencia de otro contenido de frecuencia.
Un audio ADC se espera que funcionan razonablemente bien en la captura de las señales de audio en un rango que no se extiende a la DC y, en general, no ir tan alto como muchos de propósito general ADC dispositivos. Mientras que la precisión con la que un propósito general ADC puede capturar el contenido en una frecuencia debe ser afectada por otras frecuencias, que no es tanto de un requisito con el audio. La relación entre el más fuerte de los admisible de la señal y la cantidad de ruido en la zona más tranquila señal detectable debe ser alta, pero a menudo es aceptable para la relación entre la señal más fuerte y la cantidad de ruido que estaría presente en el que la señal a ser mucho menor.
Un video ADC se necesitan para operar mucho más rápido que muchos de propósito general o dispositivos de audio, pero a menudo no requieren particularmente buenas especificaciones por la linealidad. Además, mientras que el retraso entre la señal que aparece en la entrada de un propósito general de ADC y que se propagan a través de la salida será generalmente no más de dos veces la muestra, que el tiempo puede ser más largo en un video de ADC. Cuando un ADC se utiliza en un lazo de control, es importante para minimizar el retardo a través de la ADC, pero cuando el retraso es aceptable que permite que el hardware de la ADC para ser simplificado. Un 6-bit ADC que necesita para producir "instantánea" de los resultados tendrá 63 comparadores, y una de 8 bits que uno necesita 255. Este tipo de diseño se llama un "flash" de la ADC, y el costo de flash ADCs aumenta exponencialmente con la resolución. Si uno no tiene un ADC para ser rápido, una vez que se puede utilizar un sucesivas aproximación ADC que necesita una cierta cantidad de tiempo por poco, pero solo se requiere de circuitos proporcional al número de bits.
Un vídeo modernas ADC funcionará como un cruce entre los dos enfoques. Cualquier particular de la muestra deberá ser procesada en varios pasos a través de diferentes partes de la ADC, pero en diferentes partes de la ADC puede funcionar simultáneamente. Una vez que la primera etapa de un canalizadas ADC manos de una muestra para la segunda etapa, se puede empezar a trabajar en la próxima muestra de inmediato; no tiene que esperar para las etapas restantes para terminar su trabajo en la primera muestra. Un video ADC podría tomar 125ns para procesar una muestra, y aún así ser capaz de proceso de 64 millones de muestras por segundo. El hecho de que los datos de la primera muestra no estarán disponibles hasta después de ocho más han llegado es un pequeño precio a pagar para tener el número de etapas simples en lugar de uno muy grande.
AndroidUser
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Propósito General ADC - Estos son los generales de carrera de la fábrica de ADCs que usted podría utilizar para la celda de carga, sensor de temperatura, lo que sea. Ellos vienen de una sola terminación y diferencial, todo tipo de
Audio ADC - Hay dos cosas que se puede hacer de audio ADCs especial. En primer lugar, que generalmente disponen de aire acondicionado junto a los insumos, es decir, en vez de un 0-5V rango, que tendrá una -2.5-2.5 V gama. La mayoría de estos días será de 24-bits. Más a menudo que no, tendrán un I2S de la interfaz, y a bordo un DAC para cada uno de los ADC.
Video ADC - cuenta de la vieja escuela VGA 640x480 señales. Había un 25MHz de reloj de píxel. Video Adc tiene que ser increíblemente rápido.
brianpeiris
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En grandes pinceladas términos, es en gran medida el ancho de banda, y la cuantificación de la fidelidad.
Audio requiere relativamente baja velocidad de las tasas de conversión (por ejemplo, 44,1 kHz), pero por lo general de 16 bits de resolución o superior conversiones.
De vídeo es mucho mayor que las tasas de conversión (varios MHz), pero por lo general mucho menor resolución, digamos, 8, 10 o 12 bits por canal de color (RGB).
Hay otras aplicaciones en las que un "audio" o "video" ADC es apropiado, también.
Y es importante para estos tipos de aplicaciones (y otros) para los ADCs de la muestra de múltiples canales simultáneamente (por ejemplo, izquierda + derecha de audio, o R G & B de vídeo), que esencialmente duplica/triplica el número de ADCs necesarios en el sistema o en el chip (que por supuesto es más caro), mientras que el "propósito general" ADCs son a menudo NO es capaz de probar varios canales al mismo tiempo, son solo un ADC con un interruptor de multiplexación en frente de ellos para seleccionar el canal deseado - así que si quieres probar todos 4 canales, se muestra #1, #2, #3, #4. Si la diferencia en el tiempo entre el momento de la toma de muestras no es importante para usted, entonces este tipo de múltiple entrada ADC está bien.
Como para el op-amps involucrados en el front-end analógico de circuitos de Adc, una vez más, estos se especifican para un montón de parámetros que son apropiados para el ancho de banda y la amplitud de las señales que están siendo manipulados - GainBandwidth-producto, de entrada voltaje de offset, rangos de voltaje, linealidad, etc. El término "propósito general" op-amp podría ser un poco mediados de líder, pero básicamente significa que no sobresalir en cualquier especificación, ya sea o no que es lo suficientemente bueno para una aplicación en particular es el diseñador de calcular.
editar: también, muchos de los Adc tienen entradas diferenciales, que requieren generalmente diferencial de op-amps.
