Przetworniki ADC typu bezpośredniego
Przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC)konwertuje sygnał analogowy na sygnał cyfrowy. Sygnał cyfrowy jest reprezentowany za pomocą kodu binarnego, który jest kombinacją bitów 0 i 1.
Plik block diagram ADC pokazano na poniższym rysunku -
 
                Zauważ, że na powyższym rysunku jest konwerter analogowo-cyfrowy (ADC)składa się z jednego wejścia analogowego i wielu wyjść binarnych. Ogólnie rzecz biorąc, liczba wyjść binarnych ADC będzie potęgą dwóch.
Tam są two typesADC: ADC typu bezpośredniego i ADC typu pośredniego. W tym rozdziale szczegółowo omówiono przetworniki ADC typu bezpośredniego.
Jeśli przetwornik ADC wykonuje konwersję analogowo-cyfrową bezpośrednio, wykorzystując wewnętrznie wygenerowany równoważny kod cyfrowy (binarny) do porównania z wejściem analogowym, wówczas jest nazywany Direct type ADC.
Poniżej znajdują się pliki examples przetworników ADC typu bezpośredniego -
- Licznik typu ADC
- Kolejne przybliżenie ADC
- Flash typu ADC
W tej sekcji szczegółowo omówiono te przetworniki ADC typu bezpośredniego.
Licznik typu ADC
ZA counter type ADC generuje wyjście cyfrowe, które jest w przybliżeniu równe wejściu analogowemu, używając wewnętrznie operacji licznika.
Plik block diagram licznika typu ADC pokazano na poniższym rysunku -
 
                Licznik ADC składa się głównie z 5 bloków: generator sygnału zegarowego, licznik, DAC, komparator i logika sterująca.
Plik working licznika typu ADC jest następująca -
- Plik control logic zeruje licznik i włącza generator sygnału zegarowego w celu wysyłania impulsów zegarowych do licznika po otrzymaniu sygnału rozkazu startu. 
- Plik counterjest zwiększana o jeden dla każdego impulsu zegara, a jego wartość będzie w formacie binarnym (cyfrowym). To wyjście licznika jest stosowane jako wejście DAC. 
- DACkonwertuje otrzymane wejście binarne (cyfrowe), które jest wyjściem licznika, na wyjście analogowe. Komparator porównuje tę wartość analogową $ V_ {a} $ z wartością zewnętrznego wejścia analogowego $ V_ {i} $. 
- Plik output of comparator będzie ‘1’tak długo, jak jest większe niż. Operacje wymienione w powyższych dwóch krokach będą kontynuowane tak długo, jak logika sterująca otrzyma „1” z wyjścia komparatora. 
- Plik output of comparator będzie ‘0’kiedy $ V_ {i} $ jest mniejsze lub równe $ V_ {a} $. Zatem logika sterująca otrzymuje „0” z wyjścia komparatora. Następnie logika sterująca wyłącza generator sygnału zegara, aby nie wysyłał żadnego impulsu zegarowego do licznika. 
- W tym momencie wyjście licznika zostanie wyświetlone jako digital output. Jest to prawie równoważne odpowiedniej wartości zewnętrznego wejścia analogowego $ V_ {i} $. 
Kolejne przybliżenie ADC
ZA successive approximation type ADC generuje wyjście cyfrowe, które jest w przybliżeniu równe wejściu analogowemu dzięki wewnętrznemu zastosowaniu techniki sukcesywnego przybliżania.
Plik block diagram kolejnego przybliżenia ADC pokazano na poniższym rysunku
 
                Kolejny przetwornik ADC z aproksymacją składa się głównie z 5 bloków - generatora sygnału zegarowego, rejestru kolejnych aproksymacji (SAR), przetwornika cyfrowo-analogowego, komparatora i logiki sterującej.
Plik working kolejnego przybliżenia ADC wygląda następująco -
- Plik control logic resetuje wszystkie bity SAR i włącza generator sygnału zegarowego w celu wysyłania impulsów zegara do SAR, gdy otrzyma sygnał rozkazujący start. 
- Dane binarne (cyfrowe) obecne w SARbędzie aktualizowana dla każdego impulsu zegara w oparciu o wyjście komparatora. Wyjście SAR jest stosowane jako wejście DAC. 
- DAC konwertuje odebrane wejście cyfrowe, które jest wyjściem SAR, na wyjście analogowe. Komparator porównuje tę wartość analogową $ V_ {a} $ z wartością zewnętrznego wejścia analogowego $ V_ {i} $. 
- Plik output of a comparatorbędzie wynosić „1”, o ile $ V_ {i} $ będzie większe niż $ V_ {a} $. Podobnie, wynikiem komparatora będzie „0”, gdy $ V_ {i} $ jest mniejsze lub równe $ V_ {a} $. 
- Operacje wymienione w powyższych krokach będą kontynuowane do momentu, gdy wyjście cyfrowe będzie prawidłowe. 
Wyjście cyfrowe będzie prawidłowe, gdy jest prawie równoważne odpowiedniej wartości zewnętrznego wejścia analogowego $ V_ {i} $.
Flash typu ADC
ZA flash type ADCw krótkim czasie wytwarza równoważne wyjście cyfrowe dla odpowiedniego wejścia analogowego. Dlatego też ADC typu flash jest najszybszym ADC.
Plik circuit diagram 3-bitowego przetwornika ADC typu flash pokazano na poniższym rysunku -
 
                3-bitowy przetwornik ADC typu flash składa się z sieci dzielnika napięcia, 7 komparatorów i kodera priorytetowego.
Plik working 3-bitowego ADC typu flash jest następująca.
- Plik voltage divider networkzawiera 8 równych rezystorów. Napięcie odniesienia $ V_ {R} $ jest przykładane do całej sieci względem ziemi. Spadek napięcia na każdym rezystorze od dołu do góry w stosunku do masy będzie całkowitą wielokrotnością (od 1 do 8) $ \ frac {V_ {R}} {8} $. 
- Zewnętrzne input voltage$ V_ {i} $ jest stosowane do nieodwracającego zacisku wszystkich komparatorów. Spadek napięcia na każdym rezystorze od dołu do góry w stosunku do masy jest przykładany do zacisku odwracającego komparatorów od dołu do góry. 
- W danym momencie wszystkie komparatory porównują zewnętrzne napięcie wejściowe ze spadkami napięcia występującymi na odpowiednim innym zacisku wejściowym. Oznacza to, że operacje porównania są wykonywane przez każdy komparatorparallelly. 
- Plik output of the comparatorbędzie wynosić '1', o ile $ V_ {i} $ będzie większe niż spadek napięcia na odpowiednim innym zacisku wejściowym. Podobnie, wyjście komparatora będzie miało wartość „0”, gdy $ V_ {i} $ jest mniejsze lub równe spadkowi napięcia obecnemu na odpowiednim innym zacisku wejściowym. 
- Wszystkie wyjścia komparatorów są połączone jako wejścia priority encoderTen enkoder priorytetowy wytwarza kod binarny (wyjście cyfrowe), który odpowiada wejściu o wysokim priorytecie, które ma „1”. 
- Dlatego wyjście enkodera priorytetowego jest niczym innym jak odpowiednikiem binarnym (digital output) zewnętrznego analogowego napięcia wejściowego, $ V_ {i} $. 
Przetwornik ADC typu flash jest używany w aplikacjach, w których szybkość konwersji wejścia analogowego na dane cyfrowe powinna być bardzo wysoka.