Transcript Digital Input

‫تبدیل سیگنال آنالوگ به سیگنال دیجیتال‬
‫● چرا تبدیل آنالوگ به دیجیتال؟‬
‫● نیازمندیها برای تبدیل آنالوگ به دیجیتال‬
‫● مشخصات فنی مبدلهای آنالوگ به دیجیتال‬
‫● انواع تکنیکهای تبدیل‬
‫‪A/D‬‬
‫● محصوالت مختلف از مبدلهای آنالوگ به دیجیتال‬
‫● چرا تبدیل آنالوگ به دیجیتال؟‬
‫● پردازش سیگنال دیجیتال رایج تر است‪:‬‬
‫● قابلیت پیاده سازی و اصالح آسانتر‬
‫● هزینه کم‬
‫● داده های واقعی عموما آنالوگ هستند‬
‫● نیازمندیها برای تبدیل داده های خام به داده های دیجیتال‬
‫● فیلتر‪ ،‬تقویت کننده‬
‫● مدار نمونه بردار و نگهدار و مولتی پلکسر‬
‫● مبدل آنالوگ به دیجیتال‬
‫● مفهوم تبدیل آنالوگ به دیجیتال‬
‫● بطور مفهومی شامل مراحل ذیل است‬
‫● کوانتیزه کردن‪ :‬شکستن سیگنال آنالوگ به یک سری از حالتهای محدود‬
‫● کد کردن‪ :‬اختصاص یک کلمه یا عدد دیجیتال به هر حالت‬
‫● مفهوم تبدیل آنالوگ به دیجیتال‬
‫● مفهوم تبدیل آنالوگ به دیجیتال‬
‫● مشخصات فنی مبدلهای آنالوگ به دیجیتال‬
‫● رابطه ‪ I/O‬پایه‪:‬‬
‫ مبدل آنالوگ به دیجیتال یک سیستم‬‫نسبت گیری است‪:‬‬
‫‪x = Analog‬‬
‫‪input /‬‬
‫‪Reference‬‬
‫‪Fraction:‬‬
‫‪0~1‬‬
‫● مبدلهای ‪ n‬بیتی‬
‫● تعداد سطح خروجی‬
‫گسسته‪:‬‬
‫‪2n‬‬
‫● اندازه ‪: LSB‬‬
‫‪Q  LSB  FS / 2n‬‬
‫● خطای کوانتیزاسیون‪:‬‬
‫‪1/ 2LSB‬‬
‫● با افزایش ‪ n‬کاهش می یابد‬
‫● مشخصات فنی مبدلهای آنالوگ به دیجیتال‬
‫● خطاهای تبدیل‪:‬‬
‫خطای آفست‬
‫جابجایی عمودی نقطه شروع مشخصه خروجی (پاسخ) مبدل‬
‫خطای بهره‬
‫چگونگی تطابق شیب تابع انتقالی واقعی آن با شیب یک تابع انتقال ایدهآل‬
‫با تنظیمات اولیه قابل حذف می باشد‬
‫خطای خطی سازی انتگرالی‬
‫حداکثر انحراف مشخصه ورودی‪/‬خروجی (پاسخ) مبدل از یک خط مستقیم‬
‫خطای خطی سازی دیفرانسیلی‬
‫اختالف بین پاسخ خروجی ایده آل و اندازه گیری شده برای هر دو کد پیدرپی مبدل‬
‫خطای غیرخطی‬
‫حذف آن سخت است‬
‫● مشخصات فنی مبدلهای آنالوگ به دیجیتال‬
‫رزولوشن مبدل‪ :resolution -‬کمترین میزان تغییر در ورودی‬
‫آنالوگ که باعث یک سطح تغییر کد خروجی می گردد‬
‫دقت مبدل‪:accuracy -‬‬
‫● تفاضل بین ولتاژ ورودی واقعی و ولتاژ معادل کد‬
‫خروجی مبدل‬
‫زمان تبدیل‪:conversion time -‬‬
‫● زمان مورد نیاز پیش از اینکه مبدل بتواند‬
‫داده های خروجی صحیح تولید کند‬
‫نرخ خروجی مبدل‪:throughput output -‬‬
‫● مقدار حداکثر مجموع تمامی خطاهای مبدل مشتمل ● تعداد دفعاتی که سیگنال ورودی با حفظ‬
‫بر خطای کوانتیزاسیون‬
‫حداکثر دقت آن می تواند نمونه برداری گردد‬
‫● عکس زمان کل مورد نیاز برای انجام یک‬
‫تبدیل موفق‬
‫● عکس زمان تبدیل اگر هیچ نوع مدار نمونه‬
‫بردار و نگهداری استفاده نشده باشد‬
‫● مشخصات فنی مبدلهای آنالوگ به دیجیتال‬
‫مقایسه رزولوشن در دقت تبدیل‪:‬‬
‫● مشخصات فنی مبدلهای آنالوگ به دیجیتال‬
‫اثر نرخ نمونه برداری در دقت تبدیل‪:‬‬
‫● مشخصات فنی مبدلهای آنالوگ به دیجیتال‬
‫رزولوشن و نرخ نمونه برداری می توانند برای افزایش دقت تبدیل افزایش یابند‪:‬‬
‫● نکات پیاده سازی‬
:‫کاربرد زمان تبدیل‬
• Example
– 8-bit ADC
– Conversion Time:
100sec
– Sinusoidal input
• Rate of change
• Let FS = 2A
2A
2 fA  n
2 tc
f 
1
 12.4 Hz
2  tc
• Limited to Low frequency
of 12.4 Hz
– Few Applications
n
‫● تغییر ورودی در طی پروسه تبدیل باعث تولید‬
‫یک عدم قطعیت نامطلوب می گردد‬
‫● دقت تبدیل کامل در صورتی حاصل می گردد‬
‫که این عدم قطعیت کمتر از رزولوشن مبدل اختیار‬
‫گردد‬
Rate of Change * tc  resolution
(
dV
FS
) max  n
dt
2 tc
‫● نکات پیاده سازی‬
‫بر این اساس با استفاده از یک مدار نمونه بردار و نگهدار‬
‫می توان عملکرد مبدل را بهبود بخشید‪:‬‬
‫● یک مدار آنالوگ که به سرعت بر اساس فرمان از‬
‫سیگنال ورودی نمونه برداری می کند‪ ،‬سپس آن را‬
‫نسبتا ثابت نگه می دارد تا مبدل عملیات تبدیل را‬
‫انجام دهد‬
‫● )‪aperture time (ta‬‬
‫تأخیر زمانی حادث شونده در مدارات نگهدار‬
‫مابین زمانی که فرمان نگهداری دریافت شده و لحظه‬
‫ای که گذار به مود نگهداری حاصل می گردد‪ -‬زمان‬
‫رایج آن در حد چند نانوثانیه است‬
‫‪• Example‬‬
‫‪– 20 nsec aperture‬‬
‫‪time‬‬
‫‪ 62.17 KHz‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2 n  ta‬‬
‫‪f ‬‬
‫‪• Reasonably good for‬‬
‫‪100sec converter‬‬
‫● نکات پیاده سازی‬
‫نوع سیگنال آنالوگ ورودی‪:‬‬
‫● سیگنال تفاضلی و یا تکی بدون پالریتی‪:‬‬
‫‪Typical Input Range‬‬
‫‪0 ~ 10V and 0 ~ 5V‬‬
‫● اگر سیگنال ورودی کل محدوده ورودی مجاز‬
‫را پوشش ندهد در این صورت‪:‬‬
‫● تطبیق رنج ورودی واقعی و رنج ورودی مجاز‬
‫از مبدل که برای این منظور‪:‬‬
‫● در طبقه نهائی قبل از مبدل باید توسط طبقات‬
‫آپ‪-‬امپی‪ ،‬سیگنال به سطح مناسب تغییر یابد‬
‫● برخی از کدهای خروجی مبدل استفاده نمی شوند‬
‫● اثرات بیشتر خطاهای کانورتر بر خروجی‬
‫● نکات پیاده سازی‬
‫چگونگی تبدیل ورودی های عالمت دار (دوقطبی)‬
‫به ورودیهای تک‪-‬قطبی‪:‬‬
‫● استفاده از مبدلهای تک‪-‬قطبی‪:‬‬
‫● کاهش رنج ورودی با یک نسبت مناسب‬
‫● اضافه کردن آفست‬
‫● استفاده از مبدلهای دو‪-‬قطبی‪:‬‬
‫● در صورتی که عالمت اطالعات در‬
‫خروجی مطلوب باشد‬
‫● خروجی عموما در قالب مکمل ‪ 2‬می‬
‫باشد‬
‫‪0 ~ 5V‬‬
‫‪Typically,‬‬
‫‪Add‬‬
‫‪offset‬‬
‫‪scaled‬‬
‫● نکات پیاده سازی‬
‫خروجیها و سیگنال مرجع آنالوگ‪:‬‬
‫● ورودیها و خروجیهای معمول‪:‬‬
‫● خطاها در سیگنال مرجع‪:‬‬
‫● منبع‪:‬‬
‫● تنظیمات اولیه‬
‫● دریفت نسبت به زمان و‬
‫دما‬
‫● برای دستیابی به یک دقت کامل از مبدل‪:‬‬
‫● خروجی مبدل‪:‬‬
‫‪● Number of bits 8 and 12 bits‬‬
‫‪are typical 10, 14, 16 bits also‬‬
‫‪available‬‬
‫● دارا بودن یک سیگنال مرجع پایدار و‬
‫دقیق خیلی مهم است‬
‫‪● Typically, precision IC‬‬
‫‪voltage reference is used‬‬
‫● نکات پیاده سازی‬
:‫سیگنالهای کنترل‬
• Start
– From CPU
– Initiate the
conversion process
• BUSY / EOC
– To CPU
– Conversion is in
progress
• 0=Busy: In progress
• 1=EOC: End of
Conversion
• HBE / LBE
– From CPU
– To read Output word
after EOC
• HBE
– High Byte Enable
• LBE
– Low Byte Enable
‫● نکات پیاده سازی‬
‫برای جلوگیری از ‪ aliasing‬نرخ نمونه برداری باید حداقل دو برابر فرکانس سیگنال باشد‪:‬‬
A/D
●Counter
‫● انواع تکنیکهای تبدیل‬
or Tracking ADC
●Successive Approximation ADC
Most Commonly Used
Slop Integrating ADC
●Voltage to Frequency ADC
●Parallel or Flash ADC
●
‫● انواع تکنیکهای تبدیل‬
‫‪Counter Type ADC‬‬
‫‪A/D‬‬
‫عملیات‪:‬‬
‫بلوک دیاگرام‪:‬‬
‫● راه اندازی و ریست کردن شمارنده‬
‫● ‪ DAC‬خروجی دیجیتال شمارنده را به سیگنال‬
‫آنالوگ تبدیل می کند‬
‫● مقایسه ورودی آنالوگ و خروجی ‪DAC‬‬
‫‪< VDAC‬‬
‫‪Vi‬‬
‫● ادامه شمارش تا زمانیکه‪:‬‬
‫‪= VDAC‬‬
‫شکل موج‪:‬‬
‫‪Vi‬‬
‫● پایان شمارش‬
‫● خروجی دیجیتال=خروجی شمارنده‬
‫معایب‪:‬‬
‫● زمان تبدیل متغیر‬
‫‪2n‬‬
‫‪Clock Period for Full Scale‬‬
‫‪input‬‬
‫● انواع تکنیکهای تبدیل‬
‫‪Tracking Type ADC‬‬
‫‪A/D‬‬
‫‪ A/D‬نوع ردیاب یا سرو‪:‬‬
‫● استفاده از شمارنده باال‪/‬پایین برای ردیابی‬
‫پیوسته‬
‫سیگنال ورودی‬
‫● باال یا پائین شدن شمارنده توسط خط کنترل‬
‫خروجی مقایسه کننده صورت می گیرد‬
‫مزیت‪:‬‬
‫شکل موج‪:‬‬
‫● سرعت‬
‫عیب‪:‬‬
‫● خروجی هیچگاه پایدار نمی باشد حتی اگر ورودی‬
‫پایدار باشد‬
‫● انواع تکنیکهای تبدیل‬
‫‪A/D‬‬
‫‪Successive Approximation ADC‬‬
‫● رایج ترین نمونه ای که در مبدلهای با سرعت متوسط‬
‫تا باال استفاده می گردد‬
‫● مبتنی بر تقریب سیگنال ورودی با کد باینری و سپس‬
‫بازبینی مکرر این تبدیل تا زمانیکه بهترین تقریب حاصل گردد‬
‫● ‪( SAR‬رجیستر تقریب مکرر)‪ :‬توسط این رجیستر تمامی‬
‫مقادیر بیتها با شروع از بیت ‪ MSB‬و خاتمه یافتن‬
‫در بیت ‪ LSB‬مورد آزمون قرار گرفته تا مقداری برابر‬
‫ورودی حاصل گردد‬
‫● انواع تکنیکهای تبدیل‬
‫شکل موج‪:‬‬
‫‪A/D‬‬
‫‪Successive Approximation ADC‬‬
‫مشخصات کلیدی‪:‬‬
‫● زمان تبدیل‪:‬‬
‫‪● Conversion Time‬‬
‫‪n clock for n-bit ADC‬‬
‫‪Fixed conversion time‬‬
‫منطق تغییر خروجی‪:‬‬
‫● خروجی سریال به سادگی تولید می گردد‪:‬‬
‫● تصمیم گیری برای تولید بیت بصورت سریال‬
‫صورت می گیرد‬
‫● انواع تکنیکهای تبدیل‬
‫‪A/D‬‬
‫نحوه عملکرد‪:‬‬
‫● تولید منحنی دندانه اره ای توسط انتگرال گیر و شمارنده‬
‫تا زمانیکه مقایسه کننده برابری آن را با ورودی نشان دهد‬
‫‪Slope (Integrating) ADC‬‬
‫● انواع تکنیکهای تبدیل‬
‫‪A/D‬‬
‫● مبدل ولتاژ به فرکانس یا ‪VFC‬‬
‫● تبدیل ولتاژ ورودی آنالوگ به قطاری از پالسها‬
‫● شمارنده ‪ :counter-‬تولید خروجی دیجیتال با شمارش‬
‫پالسها بر روی یک بازه زمانی ثابت‬
‫‪Voltage to Frequency ADC‬‬
‫● مزايا‪:‬‬
‫● كاهش نويز عالي‬
‫● معايب‪:‬‬
‫● كند‬
‫● عموما مبتني بر ‪ 10‬بيت يا كمتر‬
‫● انواع تکنیکهای تبدیل‬
‫‪A/D‬‬
‫● مشتمل بر یک سری مقایسه کننده که هر کدام‬
‫سیگنال ورودی را با یک سیگنال مرجع مقایسه می کند‬
‫● خروجی مقایسه کننده ها به ورودیهای یک انکدر‬
‫متصل می گردند که یک خروجی باینری تولید می کنند‬
‫‪Parallel or Flash ADC‬‬
‫● انواع تکنیکهای تبدیل‬
‫‪A/D‬‬
‫● مزایا ‪:‬‬
‫● سرعت تبدیل بسیار باال‬
‫‪● Up to 100MHz for 8 bit resolution‬‬
‫‪Video, Radar, Digital Oscilloscope‬‬
‫● تبدیل یک مرحله ای‬
‫‪● 2n –1 comparator‬‬
‫‪● Precision Resistive Network‬‬
‫‪● Encoder‬‬
‫● معایب‪:‬‬
‫● رزولوشن محدود‬
‫● تعداد زیادی مقایسه کننده در یک ‪-IC‬براي ‪ 8‬بيت نياز به ‪255‬‬
‫مقايسه كننده مي باشد‬
‫● هزينه باال‬
‫‪Parallel or Flash ADC‬‬
‫● مقايسه محصوالت‬
‫● محصوالت نمونه‬
‫مبدلهای دیجیتال به آنالوگ‬
‫● کاربرد‬
‫● مشخصات عملکردی‬
‫● انواع مختلف و ویژگیها‬
‫● محصوالت نمونه‬
‫کاربرد‬
‫● هدف از یک مبدل دیجیتال به آنالوگ‪ ،‬تبدیل یک سیگنال دیجیتال به خروجی جریانی و یا ولتاژی‬
‫آنالوگ می باشد‬
‫‪DAC‬‬
‫…‪100101‬‬
‫کاربرد‬
‫● هدف از یک مبدل دیجیتال به آنالوگ‪ ،‬تبدیل یک سیگنال دیجیتال به خروجی جریانی و یا ولتاژی‬
‫آنالوگ می باشد‬
‫‪Analog Output Signal‬‬
‫‪0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011‬‬
‫‪Digital Input Signal‬‬
‫مشخصات فنی‬
‫رزولوشن‬
Resolution
‫ در ورودی دیجیتال‬LSB ‫● مقدار تغییر در خروجی به ازای هر بار تغییر در‬
‫ سیگنال خروجی مطلوب را می توان دقیق تر تخمین زد‬،‫● هر چه رزولوشن بیشتر باشد‬
Resolution  VLSB
VRef
 N
2
Poor Resolution(1 bit)
Vout
N = Number of bits
Vout
Better Resolution(3 bit)
Desired Analog signal
Desired Analog
signal
111
8 Volt. Levels
2 Volt. Levels
110
1
101
100
011
010
001
0
Approximate
0
Digital Input
110
101
100
011
010
001
000
000
Approximate
output
Digital Input
‫مشخصات فنی‬
‫ولتاژ مرجع‬
‫‪Reference Voltage‬‬
‫مقدار ولتاژ مشخص ی می باشد که تعیین می کند هر ورودی دیجیتال به چه کسر ولتاژی اختصاص داده‬
‫شود‬
‫انواع‪:‬‬
‫● داخلی و ثابت و تعیین شونده توسط سازنده‬
‫● خارجی و متغیر و تعیین شونده توسط کاربر‬
‫)‪Non-Multiplier: (Vref = C‬‬
‫))‪Multiplier: (Vref = Asin(wt‬‬
‫‪Voltage‬‬
‫‪Voltage‬‬
‫‪11‬‬
‫‪10‬‬
‫‪11‬‬
‫‪10‬‬
‫‪10‬‬
‫‪01‬‬
‫‪10‬‬
‫‪01‬‬
‫‪01‬‬
‫‪01‬‬
‫‪0‬‬
‫‪00‬‬
‫‪Digital Input‬‬
‫‪0‬‬
‫‪00‬‬
‫‪00‬‬
‫‪Digital Input‬‬
‫‪Assume 2 bit DAC‬‬
‫‪00‬‬
‫مشخصات فنی‬
‫زمان نشست‬
‫‪Settling Time‬‬
‫●زمان مورد نیاز برای اینکه ولتاژ سیگنال ورودی به محدوده ولتاژ خروجی مورد انتظار تبدیل گردد‬
‫)‪(within +/- VLSB‬‬
‫● هر تغییر در حالت ورودی به سرعت در خروجی منعکس نمی گردد‬
‫‪Analog Output Voltage‬‬
‫‪+VLSB‬‬
‫‪-VLSB‬‬
‫‪Time‬‬
‫‪Settling time‬‬
‫‪Expected‬‬
‫‪Voltage‬‬
‫مشخصات فنی‬
‫خطی بودن‬
Linearity
Desired/Approximate Output
Digital Input
Perfect Agreement
Analog Output Voltage
Analog Output Voltage
‫● اختالف بین خروجی آنالوگ مطلوب و خروجی واقعی بر روی یک محدوده کاملی از مقادیر‬
‫مورد انتظار‬
‫ و ورودی آن باید یک رابطه خطی وجود داشته‬DAC ‫● در حالت ایده ال مابین خروجی یک مبدل‬
‫باشد که همواره محقق نمی گردد‬
NON-Linearity(Real World)
Linearity(Ideal Case)
Desired Output
Approximate
output
Digital Input
Miss-alignment
‫مشخصات فنی‬
‫سرعت‬
‫‪Speed‬‬
‫● نرخ تبدیل یک ورودی دیجیتال به معادل آنالوگ آن‬
‫● نرخ تبدیل‪:‬‬
‫● وابسته به سرعت ‪ clock‬سیگنال ورودی‬
‫● وابسته به زمان نشست مبدل‬
‫مشخصات فنی‬
‫خطاها‬
‫● غیر خطی بودن‬
‫● دیفرانسیلی‬
‫● انتگرالی‬
‫‪Differential‬‬
‫‪Integral‬‬
‫● گین‬
‫‪Gain‬‬
‫● آفست‬
‫‪Offset‬‬
‫● غیریکنواختی‬
‫‪Non-monotonicity‬‬
‫مشخصات فنی‬
‫خطای غیرخطی دیفرانسیلی‬
‫● مقدار استپ ولتاژی نسبت به خروجی قبلی مبدل‬
All DNL’s = 1 VLSB)
Analog Output Voltage
(Ideally
Ideal Output
2VLSB
Diff. Non-Linearity = 2VLSB
VLSB
Digital Input
‫مشخصات فنی‬
‫خطای غیرخطی انتگرالی‬
‫● انحراف خروجی واقعی مبدل از مقدار ایده ال‬
Analog Output Voltage
(Ideally all INL’s = 0)
Ideal Output
Int. Non-Linearity = 1VLSB
1VLSB
Digital Input
‫مشخصات فنی‬
‫خطای آفست‬
‫● اختالف ولتاژ ثابت مابین خروجی ایده ال و خروجی واقعی‬
‫● خطای گین باال‪ :‬شیب واقعی بزرگتر از ایده ال‬
‫● خطای گین پائین‪ :‬شیب واقعی کمتر از ایده ال‬
‫‪Desired/Ideal Output‬‬
‫‪Output Voltage‬‬
‫‪Positive Offset‬‬
‫‪Digital Input‬‬
‫‪Negative Offset‬‬
‫مشخصات فنی‬
‫خطای غیریکنواختی‬
‫● میزان کاهش در ولتاژ خروجی به ازای یک افزایش در ورودی دیجیتال‬
‫‪Non-Monotonic‬‬
‫‪Monotonic‬‬
‫‪Digital Input‬‬
‫‪Analog Output Voltage‬‬
‫‪Desired Output‬‬
‫انواع مبدلها‬
‫‪Binary Weighted Resistor‬‬
‫● استفاده از یک مدار آپ امپی جمع کننده‬
‫● مقاومتهای وزن دار برای تمایز هر بیت از ‪ LSB‬تا‬
‫‪MSB‬‬
‫● استفاده از ترانزیستورها برای سوئیچ مابین ولتاژ مرجع و زمین‬
‫‪Rf = R‬‬
‫‪i‬‬
‫‪Vo‬‬
‫‪I‬‬
‫‪8R‬‬
‫‪4R‬‬
‫‪2R‬‬
‫‪R‬‬
‫‪MSB‬‬
‫‪LSB‬‬
‫‪-VREF‬‬
‫انواع مبدلها‬
Binary Weighted Resistor
‫● نمایش باینری‬
I
R
2R
4R
i
Vo
8R
Most
Significant Bit
Least
Significant Bit
-VREF
‫انواع مبدلها‬
Binary Weighted Resistor
‫● نمایش باینری‬
SET
CLEARED
Most
Significant Bit
Least
Significant Bit
-VREF
( 1
1
1
1 )2 = ( 15 )10
‫انواع مبدلها‬
‫‪Binary Weighted Resistor‬‬
‫‪Rf = R‬‬
‫‪i‬‬
‫‪Vo‬‬
‫● مقاومتهای وزن دهی‬
‫شده بر اساس بیت‬
‫‪I‬‬
‫‪8R‬‬
‫‪4R‬‬
‫‪2R‬‬
‫● کاهش جریان با یک‬
‫فاکتور ‪ 2‬برای هر بیت‬
‫‪R‬‬
‫‪MSB‬‬
‫‪LSB‬‬
‫‪-VREF‬‬
‫انواع مبدلها‬
Binary Weighted Resistor
• Result:
 B3 B2 B1 B0 
 I  VREF  R  2R  4R  8R 
VOUT
B2 B1 B0 

 I  R f  VREF  B3 
  
2
4 8 

– Bi = Value of Bit i
‫انواع مبدلها‬
Binary Weighted Resistor
‫● بطور کلی تر‬
VOUT  VREF 
Bi
n i 1
2
 VREF  Digital Value  Resolution
Bi = Value of Bit i
n = Number of Bits
‫انواع مبدلها‬
‫‪Binary Weighted Resistor‬‬
‫مزایا‬
‫● آنالیز‪/‬ساختار ساده‬
‫● تبدیل سریع‬
‫معایب‬
‫● نیاز به محدوده وسیعی از مقاومتها که مقاومتهای کم باید دارای صحت باالئی باشند‬
‫● نیاز به مقاومتهای سوئیچ پائین در ترانزیستورها‬
‫● گران قیمت بنابراین معموال به رزولوشن ‪ 8‬بیت محدود می گردد‬
‫انواع مبدلها‬
R-2R Ladder
VREF
MSB
LSB
‫انواع مبدلها‬
‫‪R-2R Ladder‬‬
‫● پیکربندی سوئیچ ورودی همانند روش ‪binary weighted resistor‬‬
‫● تمام بیتها از یک مقاومت ‪ 2R‬عبور داده می شوند‬
‫‪VREF‬‬
‫‪MSB‬‬
‫‪LSB‬‬
‫انواع مبدلها‬
‫‪R-2R Ladder‬‬
‫● برای ‪ LSB‬سیگنال از تعداد مقاومتهای بیشتر قبل از رسیدن به آپ امپ باید عبور داده شود‬
‫● جریان با یک فاکتور ‪ 2‬در هر گره تقسیم می گردد‬
‫‪MSB‬‬
‫‪LSB‬‬
‫انواع مبدلها‬
R-2R Ladder
‫ در هر گره تقسیم می گردد‬2 ‫● جریان با یک فاکتور‬
Analysis for current from (001)2 shown below
I0
2
R
R
I0
4
R
2R
I0
8
R
2R
2R
2R
I0
VREF
B0
B1
B2
Op-Amp input
“Ground”
 VREF
VREF
I0 

2 R  2 R 2 R 3R
‫انواع مبدلها‬
R-2R Ladder
• Result:
VREF  B2 B1 B0 
I
   
3R  2
4
8 
Rf
 B2 B1 B0 
VOUT 
VREF    
R
4 8 
 2
– Bi = Value of Bit i
Rf
‫انواع مبدلها‬
‫مزایا‬
‫● فقط دو مقدار مقاومت مورد نیاز است‬
‫● به مقاومتهای با صحت باال نیاز ندارد‬
‫معایب‬
‫● سرعت تبدیل کمتر نسبت به روش اول‬
‫‪R-2R Ladder‬‬