Độ phân giải:
Độ phân giải của một mẫu là số bit được sử dụng để biểu diễn cho từng tín hiệu. Ví dụ 1 mẫu 12-bit sẽ xuất 12 bit dữ liệu cho mỗi mẫu. Nói chung, số lượng bit càng nhiều thì sai số lượng tử càng nhỏ, độ chính xác càng cao. Độ phân giải (n) và số bước (m) có liên hệ với nhau theo công thức:
2n = m (2.11)
Phạm vi mẫu
Phạm vi của mẫu có thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm dấu của đối số
cần chuyển đổi, độ phân giải và kích thước bước.
Kích thước bước của một mẫu là một chuỗi các giá trị của tín hiệu tương tự có
thể nhập vào trước khi mẫu thay đổi. Kích thước bước (∆) được tính bằng cánh lấy
phạm vi mẫu (R) chia cho số lượng các bước (m):
m R
(2.12)
Trong đó: phạm vi của một mẫu R được tính như sau:
R = Vmax - Vmin (2.13) Ví dụ
Chúng ta có bộ chuyển đổi chỉ thực hiện đối số dương (không có đối số nào
dưới 0v) , độ phân giải cho là 2 bit. Chúng ta muốn xử lí tất cả giá trị đầu vào tới mức 10v, vậy phạm vi mẫu của chúng ta là từ 0v đến 10v:
R = 10 – 0 = 10
Với độ phân giải n=2 bit, chúng ta có tổng cộng số bước là: m = 22 = 4
Vậy kích thước bước là:
5 . 2 4 10
Điều này có nghĩa là những giá trị của tín hiệu tương tự sẽ được chuyển thành những giá trị số như sau:
0V – 2.5V => 00 2.5V – 5.0V => 01
GVHD: Ks.Nguyễn Văn Khanh 45 SVTH: Đoàn Hải Đăng
Nguyễn Thành Tâm
5.0V – 7.5V => 10 7.5V – 10V => 11
Số lượng các bit tạo cho mỗi mẫu và thời gian lấy mẫu cho ta biết tốc độ để tạo ra các bit dữ liệu. Tốc độ này gọi là Bitrate và thường được kí hiệu là rb hoặc r. Nếu chúng ta có thời gian lấy mẫu là T giây, độ phân giải n thì bitrate được tính theo công thức:
T n
rb (2.14)
rb có đơn vị là bit/s khi T được đo bằng s và n số bit được truyền.
Băng thông
Băng thông, kí hiệu W, là phạm vi cần thiết để truyền đi một tín hiệu tương tự
hay tín hiệu số. Băng thông được liên hệ với bitrate như sau:
W = 2rb (2.15)
Nội suy phi tuyến
Giảm lấy mẫu
Có nhiều trường hợp bộ lấy mẫu tạo ra các mẫu quá nhanh hoặc quá chậm với phần còn lại của mạch. Khi bộ lấy mẫu tạo ra quá nhiều mẫu chúng ta cần loại bỏ
một số thông qua quá trình gọi là giảm lấy mẫu.
Trong 1 lần giảm lấy mẫu, một số mẫu bị loại bỏ từ tín hiệu số, phần còn lại của mẫu sẽ được thay đổi để trải rộng (spread out) ra. Việc giảm lấy mẫu được thưc
hiện theo quy tắc phân đoạn.
Tăng lấy mẫu
Nếu các bộ lấy mẫu không tạo ra đủ nhanh các mẫu, chúng ta cần tạo ra nhiều
mẫu hơn. Quá trình này gọi là tăng lấy mẫu. Một chương trình tăng lấy mẫu cơ bản
nhất là thêm các mẫu có giá trị bằng 0 vào giữa các mẫu hiện tại. Phương pháp này
gọi là “Zero Padding”.
Nội suy tuyến tính
Trong nội suy tuyến tính, một đường thẳng được kẻ lên mẫu mới nằm ở giữa 2 mẫu cũ. Giá trị của mẫu mới là giá trị trung bình của 2 mẫu cũ. Đây được gọi là nội suy tuyến tính bởi vì các mẫu mới sẽ được hình thành trên những mẫu cũ.
GVHD: Ks.Nguyễn Văn Khanh 46 SVTH: Đoàn Hải Đăng
Nguyễn Thành Tâm
Hình 2.32: Sơ đồ nguyên tắc làm việc của ADC
Tín hiệu tương tự sau khi qua xử lý được đưa vào lấy mẫu. Bộ ADC có hai
nhiệm vụ chính:
Lấy mẫu tín hiệu tương tự tại các thời điểm khác nhau và cách đều nhau, nói
cách khác đây là quá trình rời rạc hoá tín hiệu về mặt thời gian.
Lượng tử hoá và mã hoá tín hiệu. Quá trình lượng tử hoá về bản chất là quá trình làm tròn số được thực hiện theo nguyên tắc so sánh, tín hiệu cần chuyển đổi được so sánh với một đơn vị chuẩn. Còn mã hoá là quá trình sắp xếp lại kết quả đã lượng tử
theo một quy luật nhất định tuỳ thuộc vào loại mã yêu cầu ở đầu ra bộ biến đổi (có thể là mã nhị phân hoặc mã hexa).