Επισκόπηση των μετατροπέων D/A και A/D

Abstract

Η σύνδεση ψηφιακών κυκλωμάτων με αισθητήρες συσκευών μπορεί να θεωρηθεί μια πολύ απλή και εύκολη υπόθεση, με την προϋπόθεση ότι οι αισθητήρες είναι εγγενώς ψηφιακοί. Πολλοί από αυτούς, όπως διακόπτες, ηλεκτρονόμοι και κωδικοποιητές, μπορούν εύκολα να συνδεθούν στις διεπαφές των κυκλωμάτων λόγω της on/off φύσης των σημάτων τους. Ωστόσο, γενικότερα, οι διασυνδέσεις αναλογικών κυκλωμάτων με ψηφιακούς αισθητήρες ή οι αντίστοιχες διασυνδέσεις ψηφιακών κυκλωμάτων με αναλογικούς αισθητήρες (διασυνδέσεις που απαντώνται συχνότερα στην πράξη) γίνονται πολύ πιο περίπλοκες. Αυτό που χρειάζεται είναι ένας τρόπος ηλεκτρονικής «μετάφρασης» ή μετατροπής, όπως είναι ευρέως γνωστή, των αναλογικών σημάτων σε ψηφιακές (δυαδικές) ποσότητες και το αντίστροφο. Η μετατροπή αυτή πραγματοποιείται από κυκλώματα ή διατάξεις που είναι γνωστά ως μετατροπείς (converters). Ένας αναλογικός σε ψηφιακό μετατροπέας (analog-to-digital converter, A/D converter ή ADC) μετατρέπει τα αναλογικά σήματα σε ψηφιακά, ενώ ένας ψηφιακός σε αναλογικό μετατροπέας (digital-to-analog converter, D/A converter ή DAC), πραγματοποιεί την ακριβώς αντίθετη διεργασία. Σκοπός της παρούσας πτυχιακής εργασίας είναι η επισκόπηση των μετατροπέων A/D και D/A. Για τον λόγο αυτό, η πτυχιακή έχει χωριστεί σε τέσσερα κεφάλαια. Στο πρώτο, εισαγωγικό κεφάλαιο αναφέρονται γενικές πληροφορίες σχετικά με τη μετατροπή του ψηφιακού σήματος σε αναλογικό (D/A) και του αναλογικού σε ψηφιακό (A/D). Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται μια γενική θεωρία των μετατροπών αυτών. Στα δύο τελευταία κεφάλαια αναλύονται τα ωμικά κυκλώματα καθώς και τα χαρακτηριστικά, τα είδη και οι διάφορες τεχνικές που υπάρχουν για την σχεδίαση των μετατροπέων D/A και A/D αντίστοιχα.