Analog-zu-Digital-Wandler

Ein präziser Rechner, der analoge Spannungen in digitale Codes abbildet, unterstützt gängige ADC-Formate und Referenzspannungen für Ingenieuranalysen.

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Über dieses Tool

Der Tool berechnet den digitalen Code, der von einem unipolaren ADC gegeben Vin, Vref und Auflösung erzeugt wird. Es modelliert eine lineare, monotone Beziehung zwischen Vin und den diskreten Codes und vernachlässigt Nicht-Idealitäten. Ingenieure verwenden es, um ADC-Konfigurationen zu vergleichen, Front-End-Signale zu validieren und über Quantisierung bei Design und Bildung nachzudenken. Unterstützte Konfigurationen umfassen 8-, 10-, 12- oder 16-Bit-Auflösungen und 0–Vref-Eingangsbereiche, was Neben-Szenarienanalyse und Designoptimierung ermöglicht.
Die mathematische Herangehensweise ist konzeptionell einfach: Bei gegebener Vref und N ist die Anzahl nutzbarer Codes 2^N, und der Spannungs-Schritt (LSB) ist Vref geteilt durch (2^N - 1). Der Code wird durch Vin geteilt durch LSB berechnet, auf die nächste Ganzzahl gerundet und auf 0..(2^N - 1) begrenzt. Falls Offset und Gain angegeben sind, wird zuerst Vin_adjusted = (Vin - Offset) * Gain berechnet, dann wird dieselbe Formel angewendet. Diese Abstraktion hilft Benutzern, Dynamikbereich, Headroom und die Auswirkung der Auflösung auf Signalfidelity zu verstehen. Anwendungsfälle umfassen Firmware-Parameterauswahl für Mikrocontroller, Sensor-Signale Validierung und schnelle Konfigurationsvergleiche. Es bietet schnelle Schätzungen, wie viele Bits benötigt werden, um einen gegebenen Spannungs-Schritt zu lösen, oder wie viel Vref nötig ist, um Saturation bei erwarteten Eingängen zu vermeiden. Typische Referenzen wie 3,3 V und 5 V werden unterstützt, und das Tool liefert einen numerischen Code, die LSB-Spannung und eine Quantisierungsfehler-Schätzung für jede Konfiguration. Die Ergebnisse können in Designüberprüfungen, Testplanung und Bildungsdemonstrationen verwendet werden.

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Wie man es benutzt

1) Eingaben bereitstellen: Vin, Vref, Nbits; optional Vmin, Gain, Offset.
2) Optional Offset und Gain festlegen, um einen Nicht-Null-Minimum oder Verstärkung zu modellieren.
3) Berechnung ausführen, um digital_code, LSB_voltage, quantization_error zu erhalten.
4) Ergebnisse überprüfen und Saturation bei Vin außerhalb des Bereichs 0–Vref bestätigen.
5) Konfigurationen vergleichen, indem Nbits und Vref variiert und Schritte wiederholt werden.

FAQs/Zusätzliche Ressourcen

Finden Sie schnelle Antworten

Was berechnet dieses Tool?

Wie ist der LSB definiert?

Kann ich Nicht-Null-Minimum oder Gain modellieren?

Was passiert, wenn Vin außerhalb des 0–Vref Bereich liegt?

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