I. Gi?i thi?u chung 1.Lý thuy?t chung Ngày nay các hệ xử lý tín hiệu số yêu cầu tín hiệu tương tự phải được chuyển đổi thành tín hiệu số qua bộ biến đổi Tương tự Số (Analog to Digital Converter ADC). Tín hiệu số được truyền đi, hoặc được đưa vào máy tính xử lý ... Kết quả cuối cùng dạng số cần phải chuyển đổi trở lại tín hiệu tương tự qua bộ biến đổi Số – Tương tự (Digital to Analog Converter DAC) để hiển thị cho ta quan sát. Quá trình đó biểu diễn mô hình của một hệ xử lý số (Digital Processing UnitSystem). Hệ xử lý số có đầu vào và đầu ra là tín hiệu tương tự được mô tả trên hình sau: Điện áp đầu vào có thể thay đổi liên tục từ 0v?? đến 6V. Bộ biến đổi tương tự số ADC chuyển thông tin tương tự thành thông tin số ở đầu vào. Bộ biến đổi số tương tụ DAC chuyển thông tin số thành thông tin tương tự ở đầu ra. 2.Bộ biến đổi DAC 2.1. Bộ biến đổi số tương tự (DAC) kiểu mạng điện trở. Nhiệm vụ của bộ biến đổi số tương tự (DAC) là chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự. Một tín hiệu nhị phân được dẫn đến các đầu vào của DAC sẽ cho ra một điện áp tương ứng ở đầu ra. Hình sau mô tả chức năng của DAC và bảng chân lý kèm theo. Số liệu ghi trên bảng này chỉ là một ví dụ cho dễ hiểu. DAC có hai bộ phận chức năng là mạng điện trở và mạch khuếch đại tổng được mô tả trên hình sau. Mạch khuếch đại tổng thường là mạch khuếch đai thuật toán. Mạng điện trở tạo nên các đầu vào ABCD với các trọng số tương ứng 1, 2, 4, 8. Mạch khuếch đại tổng tạo nên điện áp đầu ra phù hợp với bảng chân lý. LSB : Bit có ý nghĩa nhỏ nhất (Least Significant Bit). MSB : Bit có ý nghĩa lớn nhất (Most Significant Bit). DAC nói trên có thể biểu diễn dưới dạng tổng quát bằng mạch logic tương đương cho ở hình trên đây. ở đây A, B, C, D là các khoá, chúng có thể là loại cơ khí nhưng chúng có thể là khoá bán dẫn (FET). Tổng dòng điện vào cửa đảo () bằng : Theo lý thuyết của mạch khuếch đại thuật toán, ta có phương trình: 2.2. Bộ biến đổi sốtương tự kiểu bậc thang(Ladder). Bộ DAC trình bày trên đây không thuận tiện trong thực tế vì phải chọn nhiều điện trở có giá trị khác nhau. Bộ DAC kiểu bậc thang chỉ yêu cầu chọn hai loại điện trở với loại nọ có giá trị gấp đôi loại kia. Do đó, bộ biến đổi số tương tự loại này còn có tên gọi là DAC kiểu bậc thang R 2R. Hỡnh sau là so d? m?ch ADC 4 bit.Cỏc di?n tr? 2R (phớa trỏi m?ng di?n tr?du?c n?i v?i V khi khúa dúng (logic “1”) và nụi v?i d?t khi khúa ng?t (logic “0”). Điện áp đầu ra được tính theo công thức sau đây : Khoá đóng ứng với mức logic 1 Khoá ngắt ứng với mức logic 0 2.3.Các chỉ tiêu kĩ thuật chủ yếu của bộ biến đổi DAC
Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC I Giới thiệu chung 1.Lý thuyết chung Ngµy nay c¸c hÖ xö lý tÝn hiÖu sè yªu cÇu tÝn hiÖu t¬ng tù ph¶i ®îc chuyÓn ®æi thµnh tÝn hiÖu sè qua bé biÕn ®æi T¬ng tù - Sè (Analog to Digital Converter - ADC) TÝn hiÖu sè ®îc truyÒn ®i, hoÆc ®îc ®a vµo m¸y tÝnh xö lý KÕt qu¶ cuèi cïng d¹ng sè cÇn ph¶i chuyÓn ®æi trë l¹i tÝn hiÖu t¬ng tù qua bé biÕn ®æi Sè – T¬ng tù (Digital to Analog Converter - DAC) ®Ó hiÓn thÞ cho ta quan s¸t Qu¸ tr×nh ®ã biÓu diÔn m« h×nh cña mét "hÖ xö lý sè" (Digital Processing Unit/System) HÖ xö lý sè cã ®Çu vµo vµ ®Çu ra lµ tÝn hiÖu t¬ng tù ®îc m« t¶ trªn h×nh sau: §iÖn ¸p ®Çu vµo cã thÓ thay ®æi liªn tôc tõ 0v ®Õn 6V Bé biÕn ®æi t¬ng tù / sè ADC chuyÓn th«ng tin t¬ng tù thµnh th«ng tin sè ë ®Çu vµo Bé biÕn ®æi sè / t¬ng tô DAC chuyÓn th«ng tin sè thµnh th«ng tin t¬ng tù ë ®Çu ra 2.Bé biÕn ®æi DAC 2.1 Bé biÕn ®æi sè / t¬ng tù (DAC) kiÓu m¹ng ®iÖn trë NhiÖm vô cña bé biÕn ®æi sè/ t¬ng tù (DAC) lµ chuyÓn ®æi tÝn hiÖu sè thµnh tÝn hiÖu t¬ng tù Mét tÝn hiÖu nhÞ ph©n ®îc dÉn ®Õn c¸c ®Çu vµo cña DAC sÏ cho ra mét ®iÖn ¸p t¬ng øng ë ®Çu ra H×nh sau m« t¶ chøc n¨ng cña DAC vµ b¶ng ch©n lý kÌm theo Sè liÖu ghi trªn b¶ng nµy chØ lµ mét vÝ dô cho dÔ hiÓu Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 1 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC DAC cã hai bé phËn chøc n¨ng lµ m¹ng ®iÖn trë vµ m¹ch "khuÕch ®¹i tæng" ®îc m« t¶ trªn h×nh sau M¹ch khuÕch ®¹i tæng thêng lµ m¹ch khuÕch ®ai thuËt to¸n M¹ng ®iÖn trë t¹o nªn c¸c ®Çu vµo ABCD víi c¸c träng sè t¬ng øng 1, 2, 4, 8 M¹ch khuÕch ®¹i tæng t¹o nªn ®iÖn ¸p ®Çu ra phï hîp víi b¶ng ch©n lý LSB : Bit cã ý nghÜa nhá nhÊt (Least Significant Bit) MSB : Bit cã ý nghÜa lín nhÊt (Most Significant Bit) Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 2 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC DAC nãi trªn cã thÓ biÓu diÔn díi d¹ng tæng qu¸t b»ng m¹ch logic t¬ng ®¬ng cho ë h×nh trªn ®©y ë ®©y A, B, C, D lµ c¸c kho¸, chóng cã thÓ lµ lo¹i c¬ khÝ nhng chóng cã thÓ lµ kho¸ b¸n dÉn (FET) Tæng dßng ®iÖn vµo cöa ®¶o (-) b»ng : Theo lý thuyÕt cña m¹ch khuÕch ®¹i thuËt to¸n, ta cã ph¬ng tr×nh: 2.2 Bé biÕn ®æi sè/t¬ng tù kiÓu bËc thang(Ladder) Bé DAC tr×nh bµy trªn ®©y kh«ng thuËn tiÖn trong thùc tÕ v× ph¶i chän nhiÒu ®iÖn trë cã gi¸ trÞ kh¸c nhau Bé DAC kiÓu bËc thang chØ yªu cÇu chän hai lo¹i ®iÖn trë víi lo¹i nä cã gi¸ trÞ gÊp ®«i lo¹i kia Do ®ã, bé biÕn ®æi sè / t¬ng tù lo¹i nµy cßn cã tªn gäi lµ "DAC kiÓu bËc thang R 2R" Hình sau là sơ đồ mạch ADC 4 bit.Các điện trở 2R (phía trái mạng điện Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 3 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC trởđược nối với V khi khóa đóng (logic “1”) và nôi với đất khi khóa ngắt (logic “0”) §iÖn ¸p ®Çu ra ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau ®©y : Kho¸ ®ãng øng víi møc logic "1" Kho¸ ng¾t øng víi møc logic "0" 2.3.C¸c chØ tiªu kÜ thuËt chñ yÕu cña bé biÕn ®æi DAC 1) §é ph©n gi¶i §é ph©n gi¶i lµ tØ sè gi÷a gi¸ trÞ cùc tiÓu ®èi víi gi¸ trÞ cùc ®¹i cña ®iÖn ¸p ®Çu ra, vÒ trÞ sè t¬ng øng tØ sè gi¸ trÞ cùc tiÓu ®èi víi gi¸ trÞ cùc ®¹i cña tÝn hiÖu ®Çu vµo VD bé DAC 10 bit, ®é ph©n gi¶ lµ: 1/210-1=1/1023=0.001 2) §é tuyÕn tÝnh §é tuyÕn tÝnh cña DAC biÓu thÞ b»ng sai sè phi tuyÕn, lµ sè % cña gi¸ trÞ lÖch cùc ®¹i khái ®Æc tuyÕn vµo-ra lÝ tëng so víi gi¸ trÞ ®Çu ra 3) Thêi gian x¸c lËp dßng, ¸p ®Çu ra: Thêi gian x¸c lËp ra lµ thêi gian tõ khi tÝn hiÖu sè ®îc ®a vµo ®Õn khi dßng hoÆc ¸p ®Çu ra ®· æn ®Þnh Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 4 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC 4) C¸c møc loogic cao, thÊp vµ ®iÖn trë, ®iÖn dung cña ®µu vµo 5) D¶i ®éng, ®iÖn trë, ®iÖn dung ®Çu ra 6) HÖ sè nhiÖt ®é 7) C«ng suÊt tiêu hao 3 Bé chuyÓn ®æi t¬ng tù sè (ADC) 3.1.Nguyªn t¾c ho¹t ®éng: H×nh vÏ trªn m« t¶ chøc n¨ng cña ADC 4 bit M¹ch ®iÖn bè trÝ bªn trong cña bé ADC kh¸ phøc t¹p Díi ®©y chØ lµ mét vÝ dô s¬ ®å logic cña bé ADC nµy bao gåm mét DAC, mét m¹ch ®Õm modun 16, mét cöa vµ, mét m¹ch so s¸nh ®iÖn ¸p M¹ch so s¸nh thùc hiÖn viÖc so s¸nh ®iÖn ¸p ë ®Çu vµo A vµ ®iÖn ¸p ë ®Çu vµo B NÕu ®iÖn ¸p lèi vµo A lín h¬n ®iÖn ¸p lèi vµo B (A > B) th× møc logic ®Çu ra X cña Comparator lµ cao (A > B, X = 1) Ngîc l¹i th× møc logic ®Çu ra thÊp (A < B, X = 0) Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 5 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC Gi¶ sö ®iÖn ¸p vµo V bé ADC lµ 1,5V vµ m¹ch ®Õm ®· ®îc xo¸ tríc khi ho¹t ®éng Tr¶i qua 5 chu tr×nh, bé ADC biÕn ®æi ®iÖn ¸p t¬ng tù ®Çu vµo 1,5V thµnh ®Çu ra nhÞ ph©n 0100 theo ®óng b¶ng ch©n lý Qu¸ tr×nh diÔn ra nh sau: Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 6 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC ViÖc ph©n tÝch nh trªn ®Ó dÔ hiÓu vÒ sù ho¹t ®éng cña mét bé ADC Qu¸ tr×nh x¶y ra rÊt nhanh tuú theo tÇn sè cña xung nhÞp CK TÇn sè nµy cã thÓ trªn 1 MHz Cã nhiÒu kiÓu ADC ®· ®îc sö dông KiÓu nãi trªn lµ "kiÓu ®Õm bËc thang" Cã lo¹i ADC trong ®ã kh«ng dïng m¹ch ®Õm mµ dïng m¹ch ph¸t bËc thang Lo¹i nµy gäi lµ kiÓu "bËc thang" Lo¹i cã tèc ®é biÕn ®æi rÊt nhanh gäi lµ "kiÓu gÇn ®óng liªn tiÕp" 3.2 Th«ng sè ®Æc trng H×nh vÏ sau gióp ta hiÓu râ ý nghÜa cña mét sè th«ng sè §iÖn ¸p (hay dòng) biÕn ®æi theo bËc (step) , mçi bËc t¬ng øng víi mét lîng t¨ng ®iÖn ¸p gäi lµ lîng t¨ng 1 LSB Danh tõ nµy b¾t nguån tõ chç ®iÖn ¸p thay ®æi ngay tõ bit cã ý nghÜa nhá nhÊt ChÊt lîng cña mét bé biÕn ®æi ®îc ®¸nh gi¸ b»ng ®é ph©n gi¶i §é ph©n gi¶i tÝnh b»ng tû sè lîng t¨ng 1 LSB víi gi¸ trÞ cùc ®¹i cña ®¹i lîng t¬ng tù VÝ dô trong bé DAC 4 bit mµ ta ®a ra vÝ dô ë trªn ®é ph©n gi¶i b»ng : Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 7 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC Sù thay ®æi nhÞp nhµng (hay ®¬n ®iÖu) cña mét bé biÕn ®æi lµ rÊt cÇn thiÕt, nhÊt lµ bé DAC (h×nh a phÇn trªn) H×nh b lµ kh«ng nhÞp nhµng bëi v× cã ®o¹n mµ ®iÖn ¸p kh«ng t¨ng ®óng 1 LSB khi sè nhÞ ph©n thay ®æi So víi ®êng chuÈn (chÊm chÊm), sai sè gÆp ph¶i lµ +1/2 LSB vµ tiÕp theo ®ã lµ 1/2 LSB Sai sè cho phÐp lµ ph¶i nhá h¬n 1/2 LSB cho toµn thang ®o Thêi gian thiÕt lËp ts cña ADC lµ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó ®iÖn ¸p ®Çu ra ®¹t ®îc gi¸ trÞ æn ®Þnh trong ph¹m vi sai sè LSB (ts cì ns->us) Cã rÊt nhiÒu lo¹i DAC vµ ADC víi ph¹m vi øng dông kh¸c nhau Do vËy, khi dïng DAC hoÆc ADC ta ph¶i biÕt ®Çy ®ñ c¸c ®Æc trng vµ kh¶ n¨ng øng dông cña chóng 3.3 Mét sè kiểu m¹ch ADC 3.3.1 Mạch đổi dùng điện thế tham chiếu nấc thang Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 8 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC Một cách đơn giản để tạo điện thế tham chiếu có dạng nấc thang là dùng một mạch DAC mà số nhị phân vào được lấy từ mạch đếm lên (H 8.8) Khi có xung bắt đầu FlipFlop và mạch đếm được đặt về 0 nên ngã ra Q của FF lên 1, mở cổng AND cho xung C K vào mạch đếm Ngã ra mạch đếm tăng dần theo dạng nấc thang (VDAC ), đây chính là điện thế tham chiếu, khi Vr còn nhỏ hơn v a, ngã ra mạch so sánh còn ở mức thấp và Q vẫn tiếp tục ở mức cao, nhưng khi Vr vùa vượt v a ngã ra mạch so sánh lên cao khiến Q xuống thấp, đóng cổng AND không cho xung C K qua và mạch đếm ngưng Đồng thời ngã ra Q lên cao báo kết thúc sự chuyển đổi Số đếm ở mạch đếm chính là số nhị phân tương ứng với điện thế vào Mạch đổi này có tốc độ chậm Một cách cải tiến là thay mạch đếm lên bởi một mạch đếm lên/xuống (H 8.9) Nếu ngã ra mạch so sánh cho thấy Vr nhỏ hơn v a, mạch Logic sẽ điều khiển đếm lên và ngược lai thì mạch sẽ đếm xuống Nếu v a không đổi Vr sẽ dao động quanh trị v a với hai trị số khác nhau 1 LSB 3.3.2 Mạch đổi lấy gần đúng kế tiếp (sucessive approximation converter) Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 9 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC Mạch đổi lấy gần đúng kế tiếp dùng cách tạo điện thế tham chiếu một cách có hiệu quả hơn khiến việc chuyển đổi ra mã số n bit chỉ tốn n chu kỳ xung CK Mạch này bao gồm: một mạch so sánh, một mạch ghi dịch đặc biệt (SAR) và một mạch DAC (H 8.11) Mạch SAR (H 8.11) là mạch ghi dịch có kết hợp điều khiển Logic Mạch gồm 6 FF D mắc thành chuỗi, ngã ra FF cuối (F) hồi tiếp về FF đầu (A) , khối điều khiển gồm 4 cổng AND và 4 FF RS có ngã vào tác Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 10 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC động mức cao, các ngã ra Q của các FF RS được đưa vào mạch DAC để tạo điện thế tương tự Vr (dùng so sánh với điện thế ra từ mạch lấy mẫu và giữ v a), đồng thới đây cũng là mã số ra khi sự biến đổi đã kết thúc Vận hành: Lúc có xung bắt đầu, mạch SAR được đặt về 0 Ngã ra DAC được làm lệch 1/2 LSB để tạo đặc tính chuyển đổi như đã nói trong phần trước, kế đó SAR đưa bit MSB lên cao (bằng cách preset FF A), các bit khác bằng 0, số này được đưa vào mạch DAC để tạo điện thế tham chiếu Vr để so sánh với v a Tùy theo kết quả so sánh, nếu Vr > v a thì ngã ra mạch so sánh ở mức cao khiến SAR bỏ đi bit MSB khi có xung C K kế tiếp xuất hiện, còn nếu Vr < va thì ngã ra mạch so sánh ở mức thấp, khiến SAR giữ bit MSB lại (FF RS 4 giữ nguyên trạng thái) đồng thời đưa bit có nghĩa kế tiếp lên cao (do FF 3 được set từ giá trị 1 ở ngã ra FF B, trị 1 này được chuyển từ FF A sang) Mạch so sánh tiếp tục làm việc và kết quả sẽ được quyết định theo cùng cách thức như đối với bit MSB Tiếp tục như vậy cho đến bit cuối cùng của SAR, lúc đó v a gần Vr nhất và ta được kết quả chuyển đổi trong thời gian tối đa là n chu kỳ xung đồng hồ Mạch chuyển đổi chấm dứt khi ngã ra FF F lên mức cao cho phép mở các đệm để cho mã số ra 3.3.3 Mạch đổi dùng tín hiệu dốc đơn (single ramp converter) Điện thế chuẩn từng nấc tạo bởi mạch DAC có thể được thay thế bởi điện thế tham chiếu có dốc lên liên tục tạo bởi mạch tạo tín hiệu dốc lên (thường là mạch tích phân) Xung băt đầu đặt mạch đếm n bit về 0 và khởi động mạch tạo dốc lên để tạo Vr, từ một trị hơi âm, khi Vr cắt trục 0 ngã ra mạch so sánh 2 lên cao mở cổng AND cho xung CK vào mạch đếm Khi đường dốc đạt trị số bằng trị tương tự cần biến đổi ngã ra mạch so sánh 1 lên cao đưa ngã ra Q của FF xuống thấp, cổng AND đóng và kết thúc sự chuyển đổi Số đếm được ở mạch đếm tỷ lệ với điện thế tương tự vào Mạch có khuyết điểm là độ dốc của Vr tùy thuộc thông số RC của mạch tích phân nên không chính xác Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 11 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC 3.3.4 Mạch đổi song song (parallel hay flash conversion) Đây là mạch đổi có tốc độ chuyển đổi rất nhanh, có thể đạt vài triệu lần trong một giây, áp dụng vào việc chuyển đổi tín hiệu hình trong kỹ thuật video Thí dụ để có mạch đổi 3 bit, người ta dùng 7 mạch so sánh ở ngã vào và một mạch mã hóa ưu tiên để tạo mã số nhị phân ở ngã ra (H 8.17) - Khi v a < Vr /10, các ngã ra mạch so sánh đều lên cao khiến mã số ra là 000 - Khi Vr /10 < av < 2Vr /10, ngã ra mạch so sánh 1 xuống thấp khiến mã số ra là 001 - Khi 2Vr /10 < av < 3Vr /10, ngã ra mạch so sánh 2 xuống thấp khiến mã số ra là 010 Cứ như thế, ta thấy mã số ra tỷ lệ với điện thế tương tự vào Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 12 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC 4 Giôùi thieäu ADC 0809: Boä ADC 0809 laø moät thieát bò CMOS tích hôïp vôùi moät boä chuyeån ñoåi töø töông töï sang soá 8 bit, boä choïn 8 keânh vaø moät boâ logic ñieàu khieån töông thích Boä chuyeån ñoåi AD 8 bit naøy duøng phöông phaùp chuyeån ñoåi xaáp xæ tieáp Boä choïn keânh coù theå truy xuaát baát keành naøo trong caùc ngoõ vaøo töông töï moät caùnh ñoäc laäp Thieát bò naøy loaïi tröø khaû naêng caàn thieát ñieàu chænh ñieåm 0 beân ngoaøi vaø khaû naêng ñieàu chænh tæ soá laøm troøn ADC 0809 deã daøng giao tieáp vôùi caùc boä vi xöû lyù IN IN A B C ALE 2 2 2 2 2 REF 2 * Sô ñoà chaân IN ADC 0809: -1 2 1 -2 -3 -4 -8 -6 0 28 15 ADC0809 1 Như Hiên Đinh Đức Duy-Nguyễn IN3 IN4 IN5 IN6 13 IN7 START EOC 2-5 OE 14 Lớp ĐHĐT1-K2 CLK VCC REF GND 2-7 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC * YÙ nghóa caùc chaân: IN0 ñeán IN7 : 8 ngoõ vaøo töông töï A, B, C : giaûi maõ choïn moät trong 8 ngoõ vaøo 2-1 ñeán 2-8 : ngoõ ra song song 8 bit ALE : cho pheùp choát ñòa chæ; OE: output enable START : xung baét ñaàu chuyeån ñoåi; EOC: end of conversion CLK : xung ñoàng hoà REF (+) : ñieän theá tham chieáu (+) REF (-) : ñieän theá tham chieáu (-) VCC : nguoàn cung caáp * Caùc ñaëc ñieåm cuûaADC 0809: Ñoä phaân giaûi 8 bit Toång sai soá chöa chænh ñònh ½ LSB; 1 LSB Thôøi gian chuyeån ñoåi: 100s ôû taàn soá 640 kHz Nguoàn cung caáp + 5V Ñieän aùp ngoõ vaøo 0 – 5V Taàn soá xung clock 10kHz – 1280 kHz Nhieät ñoä hoaït ñoäng - 40oC ñeán 85oC Deã daøng giao tieáp vôùi vi xöû lyù hoaëc duøng rieâng Khoâng caàn ñieàu chænh zero hoaëc ñaày thang Nguyeân lyù hoaït ñoäng: Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 14 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC ADC 0809 coù 8 ngoõ vaøo töông töï, 8 ngoõ ra 8 bit coù theå choïn 1 trong 8 ngoõ vaøo töông töï ñeå chuyeån ñoåi sang soá 8 bit Caùc ngoõ vaøo ñöôïc choïn baèng caùch giaûi maõ Choïn 1 trong 8 ngoõ vaøo töông töï ñöôïc thöïc hieän nhôø 3 chaân ADD A , ADDB , ADDC nhö baûng traïng thaùi sau: A 0 0 0 0 1 1 1 1 B C Ngoõ vaøo ñöôïc choïn 0 0 IN0 0 1 IN1 1 0 IN2 1 1 IN3 0 0 IN4 0 1 IN5 1 0 IN6 1 1 IN7 Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 15 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC Sau khi kích xung start thì boä chuyeån ñoåi baét ñaàu hoaït ñoäng ôû caïnh xuoáng cuûa xung start, ngoõ ra EOC seõ xuoáng möùc thaáp sau khoaûng 8 xung clock (tính töø caïnh xuoáng cuûa xung start) Luùc naøy bit cô troïng soá lôùn nhaát (MSB) ñöôïc ñaët leân möùc 1, taát caû caùc bit coøn laïi ôû möùc 0, ñoàng thôøi taïo ra ñieän theá coù giaù trò Vref/2, ñieän theá naøy ñöôïc so saùnh vôùi ñieän theá vaøo in + Neáu Vin > Vref/2 thì bit MSB vaãn ôû möùc 1 + Neáu Vin < Vref/2 thì bit MSB vaãn ôû möùc 0 Töông töï nhö vaäy bit keá tieáp MSB ñöôïc ñaët leân 1 vaø taïo ra ñieän theá coù giaù trò Vref/4 vaø cuõng so saùnh vôùi ñieän aùp ngoõ vaøo Vin Quaù trình cöù tieáp tuïc nhö vaäy cho ñeán khi xaùc ñònh ñöôïc bit cuoái cuøng Khi ñoù chaân EOC leân möùc 1 baùo cho bieát ñaõ keát thuùc chuyeån ñoåi Trong suoát quaù trình chuyeån ñoåi chaân OE ñöôïc ñaët ôû möùc 1, muoán ñoïc döõ lieäu ra chaân OE xuoáng möùc 0 Trong suoát quaù trình chuyeån ñoåi neáu coù 1 xung start taùc ñoäng thì ADC seõ ngöng chuyeån ñoåi Maõ ra N cho moät ngoõ vaøo tuøy yù laø moät soá nguyeân N 256.(VIN Vref ( ) ) Vref ( ) Vref ( ) Trong ñoù Vin : ñieän aùp ngoõ vaøo heä so saùnh Vref(+): ñieän aùp taïi chaân REF(+) Vref(-): ñieän aùp taïi chaân REF(-) Vin Neáu choïn Vref(-) = 0 thì N = 256 V ref ( ) - Vref(+) = Vcc = 5V thì ñaày thang laø 256 Giaù trò böôùc nhoû nhaát 1 LSB = 5 = 0,0196 V/byte 2 1 8 Vaäy vôùi 256 böôùc Vin = 5V Aùp vaøo lôùn nhaát cuûa ADC 0809 laø 5V Bieåu ñoà thôøi gian cuûa ADC 0809 Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 16 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC II.Sơ Đồ Mạch 1 Mạch mô phỏng hoạt động của ADC: Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 17 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC 2.Sơ Đồ Mạch Nguyên lý Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 18 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án 2 Bộ chuyển đổi ADC 3.Sơ Đồ Mạch In Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 19 Lớp ĐHĐT1-K2 ... Duy-Nguyễn Như Hiên 17 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án Bộ chuyển đổi ADC 2.Sơ Đồ Mạch Nguyên lý Đinh Đức Duy-Nguyễn Như Hiên 18 Lớp ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án Bộ chuyển đổi ADC 3.Sơ Đồ Mạch In Đinh Đức Duy-Nguyễn... ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án Bộ chuyển đổi ADC Giới thiệu ADC 0809: Bộ ADC 0809 thiết bị CMOS tích hợp với chuyển đổi từ tương tự sang số bit, chọn kênh bô logic điều khiển tương thích Bộ chuyển đổi AD... ĐHĐT1-K2 Báo cáo Đồ Án Bộ chuyển đổi ADC 3.3.4 Mạch đổi song song (parallel hay flash conversion) Đây mạch đổi có tốc độ chuyển đổi nhanh, đạt vài triệu lần giây, áp dụng vào việc chuyển đổi tín