Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

AD/DA Analogt och Digitalt. AD/DA Analoga och Digitala Signaler Analogt 001100101010100000111110000100101010001011100010001000100 Digitalt.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "AD/DA Analogt och Digitalt. AD/DA Analoga och Digitala Signaler Analogt 001100101010100000111110000100101010001011100010001000100 Digitalt."— Presentationens avskrift:

1 AD/DA Analogt och Digitalt

2 AD/DA Analoga och Digitala Signaler Analogt Digitalt

3 AD/DA Analogt kontra Digitalt Analogt få komponenter låg effektförbrukning ”verkliga” signaler Digitalt Hög precision Komplexare algoritmer Lagringskapacitet CD/DVD, MP3, Digitalkamera, GSM, datorer, etc, etc

4 AD/DA Amplification Filtering Storage AD-Conversion Processing DA-Conversion Amplification Filtering Digital Analog

5 AD/DA Radiomottagare  AD LO Analog SYNC FFT De- Coder FFT Coder Digitalt  DA LO Analog RF Radiosändare AD/DA i Radio Digitalt RF Gränssnitt Analogt/Digitalt Trenden idag är att flytta Analog/Digital gränsnittet så nära antennen som möjligt.

6 AD/DA Digitala Signaler Kontinuerlig Analog signal Digital Signal = Diskret tid och amplitud Kvantisering = Begränsat antal nivåer = Diskret Amplitud Samplad Signal = Diskret tid

7 AD/DA Binära Talsystemet (0) 001(1) 010(2) 011(3) 100(4) 101(5) 110(6) 111(7) MSB = Most Significant Bit LSB = Least Significant Bit Minsta förändringen N bitar 2 N ord V fs = V full scale = 1LSB*2 N (Med denna definition kan inte V fs nås) V outmax = V LSB (2 N -1)

8 AD/DA Dynamik och Upplösning AntalAntalUpplösningDynamik bitarIntervallV fs =0.5VV LSB = V0.5V 82562mV8V mV128V  V2042V

9 AD/DA Nivå X Nivå X+1 Avrundning Värden approximeras antingen upp eller ner Maximalt fel = 1/2 LSB Kvantiseringsfel Nivå X Nivå X+1 Trunkering Alla värden mellan två nivåer approximeras åt samma håll Maximalt fel = 1LSB

10 AD/DA 2+2=5 ( =4.8) (2 ± ±0.5 =4 ±1.0 )

11 AD/DA Nyquists Samplingsteorem Om man samplar en analog signal med en bandbredd, BW signal, med en samplingsfrekvens Mer om detta i Digital Signalbehandling kan den analoga signalen återskapas.

12 AD/DA Sampling : f s > 2f signal

13 AD/DA Sampling : f s < 2f signal

14 AD/DA Signalerna kan förväxlas - vikning

15 AD/DA Exempel: Digitalt ljud, CD/DVD Amplification Filtering Amplification Filtering Studio AD-conv. Coding for error correction Storage- CD Read CD Error correcting decoding DA-conv. Home

16 AD/DA CD kontra DVD audioformat SpecificationCD AudioDVD Audio Sampling Rate44.1 kHz192 kHz Samples Per Second44,100192,000 Sampling Accuracy16-bit24-bit Number of Possible Output Levels65,53616,777,216

17 AD/DA CD/DVD 0.5microns 1.6microns Om man sträcker ut spåret på en CD blir det nästan 5 km. Track Pitch:1.6  m0.74  m Bump width:0.5  m 0.32  m

18 AD/DA CD spelaren Lasern flyttas från centrum och utåt och hastigheten reduceras från 500rpm to 200 rpm ”Hålen” passerar lasern med konstant hastighet

19 AD/DA Felkorrigerande koder Data kodas så om ett ”begränsat” antal fel uppstår kan de korrigeras. Felkorrigerande koder ger fler bitar. Man kan borra ett ”litet” hål och fortfarande spela CDn. ”fel” längs spåren är värre än diagonala. Mer om detta i kursen ”Kodningsteknik”

20 AD/DA Digital -> Analog domän DA-omvandlare

21 AD/DA Digital till Analog Konvertering V ref V out R RfRf 2R 2 N-1 R msb lsb Inverterande OP-koppling = Summatorn

22 AD/DA Digital till Analog Konvertering V ref V out R RfRf 2R 2 N-1 R msb lsb Inverterande OP-koppling = Summatorn

23 AD/DA Digital till Analog Konvertering V ref V out R RfRf 2R 2 N-1 R msb lsb Inverterande OP-koppling = Summatorn

24 AD/DA Digital till Analog Konvertering V ref V out R RfRf 2R 2 N-1 R msb lsb Digitalt ord styr switcharna Inverterande OP-koppling = Summatorn

25 AD/DA Digital till Analog Konvertering V ref V out R RfRf 2R 2 N-1 R msb lsb Om 16 bitar Svårt med så stora motståndsvärden! Litet antal bitar med relativt låga krav.

26 AD/DA DA-omvandling - R/2R Stege V ref V out RfRf msb lsb 2R R R Varje gren en inverterande OP-koppling Börja analys från detta hållet

27 AD/DA DA-omvandling - R/2R Stege 2R R Parallellkoppling av motstånd

28 AD/DA DA-omvandling - R/2R Stege 2R R Spänningshalvering i varje steg R R 2R V´

29 AD/DA DA-omvandling - R/2R Stege V ref V out RfRf msb lsb 2R R R Matchade motstånd Ej större än 2R

30 AD/DA Fel i DA-omvandling Digital Signal V LSB V fs 0 Analog Signal Skalfaktorfel Metod: Korrigera förstärkningen

31 AD/DA Fel i DA-omvandling Digital Signal V LSB V fs 0 Analog Signal Offsetfel Metod: Addera likspänning

32 AD/DA Fel i DA-omvandling Digital Signal V LSB V fs 0 Analog Signal Linäritetsfel Metod: Svårt! Ev. Korrigera efter tabell

33 AD/DA Analog -> Digital domän AD-omvandlare

34 AD/DA Analog till Digital omvandling Lågpass filter Sample & Hold A/D omvandling Klocksignal Analog In Digital ut Filtrerad analog signal Samplad signal Antiviknings- filter

35 AD/DA Sample & Hold Under AD-omvandlingen får inte det analoga värdet ändras Sample & Hold krets hold sample holdsample Acquisition time = tid för utsignalen att följa insignalen när man går från HOLD till SAMPLE

36 AD/DA Sample & Hold hold sample Spara ett analogtvärde Kondensator hold sample Drop rate = Kondensatorn laddas ur RLRL

37 AD/DA Sample & Hold med Buffer RLRL Hög R in Liten ström

38 AD/DA Sample & Hold med Buffer RLRL Buffert för att inte lasta insignalkällan

39 AD/DA Flash-omvandlare V fs 3R/2 R R R/2 Analog Sample DECODERDECODER 2 N-1 Komparatorer Digitala Utgångar Snabb men kräver mycket hårdvara Antal Komp. 8 bitar = bitar =

40 AD/DA Succesivapproximation Register DAC X LSB X MSB V IN StyrLogik V fs V IN Fyra Bitar Utvärde Test Förslag Binär Sökning Alltid samma Omvandlingstid N bitar N jämförelser OK 1000 NEJ 1000 NEJ 1000 OK 1001

41 AD/DA Räknarbaserad AD-omvandlare Komparator jämför det DA- omvandlade värdet med insignalen Räknare DAC X LSB X MSB V IN Klar Två-typer: Trappstegs- och Följande-omvandlare

42 AD/DA Trappstegsomvandlare Räknare DAC X LSB X MSB V IN Klar Klar/ Nollställning V IN Klar Omvandlingstid beror på Insignalsnivån

43 AD/DA Följandeomvandlare Räknare DAC X LSB X MSB V IN UPP/NER V IN Utsignalen följer Insignalen Snabbare än Trappstegs

44 AD/DA Följandeomvandlare Räknare DAC X LSB X MSB V IN UPP/NER V IN Räknaren begränsas av en bit per klockcykel Insignalen variera för snabbt

45 AD/DA Omvandlingstid Trappstegsomvandlare2 N -1 Succesiv approximationN Flash1 Men snabbare omvandling betalas med extra hårdvara

46 AD/DA Sigma-Delta

47 AD/DA

48

49

50

51 1-bit MHz Sampling


Ladda ner ppt "AD/DA Analogt och Digitalt. AD/DA Analoga och Digitala Signaler Analogt 001100101010100000111110000100101010001011100010001000100 Digitalt."

Liknande presentationer


Google-annonser