Decodificador de señal con digital a analógico. Señal digital

Especificaciones:

· Incluye software profesional y fácil de usar: Ulead Video Studio 8.0 SE DVD.

· Interfaz USB 2.0

· Captura de video y sonido.

· Control de brillo, contraste, saturación y color.

· Talla pequeña

· Plug & Play

· Soporte para todos los formatos: Registre DVD +/- R / RW, DVD +/- VR y DVD-Video.

· Puede ser utilizado para la videoconferencia.

· Cumple con la especificación USB 2.0.

· Soporte para formatos NTSC, PAL, Formato de video.

· Entrada de video: una RCA compuesta, una S-Video.

· Entrada de audio: StereoVUK 2 RCA

· Dimensiones: 88mm * 28mm * 18mm.

· Resolución compatible: NTSC: 720 * [Correo electrónico protegido] PAL: 720 * [Correo electrónico protegido]

Requisitos del sistema:

· Puerto USB 2.0 gratis

· Windows 2000 / XP / VISTA32BIT

· CPU Pentium ⅲ 800

· Espacio de disco libre de 600 MB para la instalación por

· 4GB y más espacio libre en disco para capturar video y editar.

· Memoria: 256MB RAM.

· Pantalla: Mínimo 1024 * 768.

· Tarjeta de sonido

Contenidos de entrega:

· 1 x EasyCAP USB 2.0 Video Audio Adaptador de captura de video

· 1 x cable USB

· 1 x CD-ROM (Software)

Otra aplicación interesante para el dispositivo EasyCAP es un registro de imagen de la cámara web. Así que la computadora se convierte en un dispositivo de vigilancia de video. Esta es una solución muy económica, se puede utilizar para fines domésticos o profesionales personales.

Al final, me gustaría decir que la compra del dispositivo EasyCap es recomendable si va a digitalizar más de 5 videos de formato VHS. Si su archivo de video es menor, será más barato pedir pedir sobrescribir video en DVD en el centro de fotos.

Hola a todos.

En la revisión de hoy, hablaremos sobre un convertidor de audio que convierte una señal digital para analógico.

Con el desarrollo de tecnologías, nuestros hábitos y necesidades, desafortunadamente, no van a ninguna parte. Así que, habiendo cambiado el televisor antiguo a un modelo más progresivo, descubrió con tristeza que no hay conector de 3,5 mm para conectar auriculares u otras acústicas. Y desde entonces, me conectaron al sistema de audio de TV 2.1, desprovistos de conectores digitales y dejar de usarlo en el futuro que no planeé, ya que su sonido estaba completamente satisfecho, entonces la pregunta surgió sobre la forma en que estaba conectada. Además, a veces conecto auriculares a la televisión para que los sonidos fuertes no estén caminados por otros miembros de mi familia.

Después de estudiar las opciones posibles, quedó claro que la forma más fácil y lógica de resolver mi problema sería comprar un convertidor capaz de convertir el sonido digital en analógico. Afortunadamente, no hay problemas con tales convertidores y cualquiera puede elegir un convertidor equipado con los conectores necesarios.

Antes de realizar el pedido, para maximizar la transacción, se decidió verificar el vendedor utilizando el servicio local. Los resultados de las pruebas mostraron que el vendedor es confiable y se puede confiar. Se pueden ver los datos detallados obtenidos como resultado de la prueba.

El paquete fue enviado rápidamente rápidamente y en el camino pasó aproximadamente un mes. Información sobre el seguimiento de la parcela que cualquiera puede ver.

Se suministra un convertidor sin ningún embalaje original, mi instancia llegó en un paquete regular de polietileno. A pesar de que, además de la capa delgada del rompecabezas, los contenidos de la parcela no protegieron nada, durante el viaje, su contenido no sufrió. Por lo tanto, en el paquete de entrega, además de la mayoría de los conversores fueron: instrucciones, un adaptador de red en 1A, un cable de alimentación con una longitud de aproximadamente 1 metro, así como un cable óptico de cable de 1,5 metros de largo.

Dicho conjunto es suficiente para garantizar que el convertidor pueda usar de inmediato. No compre nada.

La instrucción se imprime en inglés, el tamaño de la hoja de formato A5.


En principio, no hay nada particularmente interesante aquí. Si solo las características técnicas del convertidor.

El convertidor en sí es una caja pequeña con múltiples conectores en cada lado. En su parte superior hay información sobre lo que es y desde qué conectores laterales se ejecutan en "Inicio de sesión" y con qué "Salida". El tamaño del convertidor es bastante compacto, 50 * 40 * 26 mm., Para que pueda tirarlo para el televisor, donde no será visible y no atraerá la atención.


Desde el lado opuesto, todos son una inscripción conocida "Hecho en China", así como un par de iconos y la afirmación de que este equipo cumple con los requisitos de la Directiva RoHS que limita el contenido de sustancias nocivas.


El convertidor en sí está hecho cualitativamente. Dentro nada cuelga, no se tapa. Cuando se comprime, el caso no se agrieta. Se encontraron las brechas, las brechas o algo así como esto. El olor a la salida del plástico tampoco lo es.

Por lo tanto, desde la "entrada", hay 3 conectores: toslink de fibra óptica, coaxial, así como un conector de alimentación. Espero decir que inmediatamente pospuso un adaptador de red completo. El convertidor funciona perfectamente desde el conector USB a 1A disponible en la televisión. Además, no, no, y el ahorro de electricidad, el convertidor funciona solo cuando se enciende el televisor.


Desde la "Salida", ya que hay varios conectores: un par de "tulipanes" RCA, minijack de 3.5 mm, así como un LED de indicación que nos informa sobre el estado del convertidor: durante su funcionamiento se ilumina.


No hay nada más interesante en la apariencia del convertidor, lo que significa que puede moverse a sus pruebas prácticas. Para empezar, usamos el cable completo de TOSLINK y conectamos el convertidor a la red.


Se puede ver que el diodo rojo ubicado en el convertidor se iluminó. De la misma manera, el cable en sí está brillando en rojo, lo que indica que todo funciona en modo normal. Conectando el cable de fibra óptica en el convertidor, por otro lado, y con la otra pegada en ella 3.5 mm. Conector de audio, primero no escuché nada: (pero luego me acudió que necesita seleccionar la fuente de sonido deseada en la configuración del televisor. Después de eso, todo funcionó como debería.

Ahora sobre lo más importante, sobre la capacidad de trabajo. El convertidor funciona bien. No se escuchó ningún ruido, sibilancias, chirridos y otros sonidos desagradables. Además, se refiere igualmente tanto a los sonidos en los auriculares como en el sistema de audio 2.1. El sonido en sí es ruidoso y claro. No peor de lo que tenía antes de que estuviera en el televisor antiguo cuando se conectaba a través de un estándar de 3.5 mm. Conector. Lo que más le gustó es algo que se implementa la posibilidad de conectar simultáneamente varios gadgets. Es decir, uno se puede conectar a través de "tulipanes", y el segundo después de 3,5 mm. Conector. Así que no cambie constantemente los cables.


Sumando todo lo que estaba escrito aquí, puedo decir que me gustó el convertidor y considero la compra de éxito. Todo funciona exactamente como debería. No hubo problemas con la conexión o la configuración. Así que si tiene en el televisor, como las conexiones de audio exclusivamente "digitales", puede dibujar sus ojos a un producto similar, lo ayudará a escuchar el sonido en auriculares :) Aunque, para ser honesto, no estoy muy claro para El deseo de los fabricantes para deshacerse de las salidas "analógicas" ...

En esto, tal vez, todo. Gracias por su atención y pasamos tiempo.

DAC - Convertidor analógico digital - Necesario para convertir la señal de audio de un formato digital a analógico; Por lo general, para la transmisión a un amplificador o sonido inmediato.

Todos los modernos formatos de grabación de audio utilizan una representación digital. Y pistas en unidades de CD o Blu-Ray, y archivos MP3, y Música de iTunes, todos se almacenan en un formato digital. Y para reproducir esta entrada, debe convertirse en una señal analógica: esta función y realiza un convertidor analógico digital. El DAC incorporado está presente en cualquier dispositivo reproducir música. Pero a menudo sucede que la calidad de jugar los mismos archivos de audio (o pistas del mismo disco) en diferentes jugadores es notablemente diferente. Si se usan los mismos amplificadores y auriculares, significa que el problema está en el reproductor DAC.

Los DAcaps son diferentes: los convertidores de baja potencia baratos (fabricantes utilizados con frecuencia en dispositivos móviles) tienen una baja velocidad y bit baja, que se ve fuertemente afectado por la calidad del sonido.

Si un dispositivo móvil tiene una salida digital (S / PDIF o USB), puede conectar un DSA externo a ella, garantiza la alta calidad de la conversión de sonido digital en analógico.

Además, el DAC externo puede ser muy útil al escuchar música grabada en formatos sin pérdida (formatos de grabación de audio sin pérdida de calidad) con alta discreción, proporcionando la máxima apariencia de grabación y el original. Dado que se distribuyen tales entradas, principalmente a través de Internet, a menudo las liden directamente desde la computadora. Pero una tarjeta de sonido de alta calidad rara vez se encuentra en computadoras portátiles y tabletas, y las tarjetas de sonido integradas en la placa base no se resaltan en alta calidad. Y en este caso, todo el punto de escuchar la música sin pérdidas se pierde absolutamente. La situación se puede corregir si hay una salida de audio digital en la computadora, por ejemplo, S / PDIF. Al conectar un DAC con una frecuencia de muestreo y un poco no menos que el de la grabación grabada, puede obtener una señal analógica de alta calidad.

Otro bonito agradable se puede obtener al comprar un DAC con soporte Bluetooth. Esto le permitirá escuchar una música excelente en los altavoces conectados al convertidor, sin estar "atado" con cables. Para una computadora móvil (tableta o computadora portátil) puede ser muy conveniente. Además, con un convertidor así, puede reproducir música de otros dispositivos que admiten Bluetooth y cambiar fácilmente entre ellos.

ADC - convertidor analógico-digital - Necesario, por el contrario, para convertir una señal de audio analógica en un formato digital. El ADC será indispensable para la digitalización (traducida en un formato digital) de registros analógicos antiguos: en registros, audio y etiquetas de video. Además, se requerirá el ADC al grabar en un sonido de forma digital "Viva" del micrófono. Los jugadores con la función de grabación y las tarjetas de sonido de la computadora tienen un ADC incorporado, pero si la calidad de la digitalización es importante para usted, es mejor confiar esta tarea en un dispositivo especializado.

A pesar de las tareas completamente opuestas, el ADC y el DAC tienen algunas características comunes que tienen una gran influencia en la calidad de la conversión.

Características de los convertidores de audio.

Para ADC frecuencia de muestreo Determina qué frecuencia el convertidor medirá la amplitud de la señal analógica y la transmitirá en forma digital. Para el DAC, por el contrario, con lo que los datos digitales de frecuencia se convertirán en una señal analógica.

Cuanto mayor sea la tasa de muestreo, el resultado, la conversión está más cerca de la señal de origen. Parecería que cuanto más alto este indicador es el mejor. Pero, según el teorema de Kotelnikov, para transmitir una señal de cualquier frecuencia, la frecuencia de muestreo es la frecuencia suficientemente mayor de la propia señal. Con el hecho de que la frecuencia más alta distinguible para el rumor es de 20 kHz (la mayoría de las personas tienen el límite superior del sonido de audio en el área de 15-18 kHz), las frecuencias de muestreo en 40 kHz deben ser suficientes para la digitalización de alta calidad de cualquier sonar. CD de audio de frecuencia de discretización: 44.1 kHz, y los archivos MP-3 de frecuencia de muestreo máximo: 48 kHz, seleccionados solo en función de este criterio. En consecuencia, el DAC, que pierde archivos de audio y MP3, debe tener una frecuencia de muestreo de al menos 48 kHz, de lo contrario, el sonido será distorsionado.

En teoría, esta frecuencia de muestreo debe ser suficiente, pero casi a veces hay una necesidad de mayor frecuencia: la señal de audio real no cumple con los requisitos del teorema de Kotelnikov y en ciertas condiciones, la señal puede distorsionarse. Por lo tanto, los conocedores de sonido puro son populares con una frecuencia de discretización de 96 kHz.

La frecuencia de muestreo del DAC es mayor que la del archivo de origen, la calidad del sonido no afecta la calidad del sonido, por lo que solo tiene sentido si va a escuchar Blu-ray y DVD-Audio o Música sin pérdida con Una frecuencia de muestreo con él. Grande 48 kHz.

Si dirige firmemente la adquisición de un convertidor con una frecuencia de muestreo por encima de 48 kHz, no vale la pena ahorrar en la compra. DAC, como cualquier otro dispositivo de audio, agrega su propio ruido a la señal. En los modelos de bajo costo, el ruido puede ser bastante alto, y tener en cuenta la alta frecuencia de muestreo, puede aparecer un ruido ultrasónico peligroso en la salida de dicho convertidor. Sí, y en el rango de audición, la rudencia puede resultar tan altos que eclipsa toda la ganancia aumentando la frecuencia de muestreo.

Bigote- La segunda característica que afecta directamente la calidad de la conversión.

La descarga del DAC debe corresponder a la descarga del archivo de audio. Si la descarga del DAC será menor, es probable que simplemente pueda convertir este archivo.

Las pistas de CD de audio tienen un poco de 16 bits. Esto implica 65536 gradaciones de amplitud, en la mayoría de los casos, esto es suficiente. Pero teóricamente, en condiciones ideales, el oído humano puede proporcionar un mayor permiso. Y si la diferencia entre los registros con 96 kHz y 48 kHz y 48 kHz pueden argumentar, entonces distinguir un sonido de 16 bits de 24 bits en ausencia de ruido de fondo puede muchas personas con buena audiencia. Por lo tanto, si se supone que el DAC se debe usar para escuchar el DVD y el audio de Blu-ray, debe seleccionar un modelo con un poco 24.

Cuanto mayor sea la descarga del ADC, más precisión se mide la amplitud de la señal de audio.

Al elegir el ADC, se debe procesar a partir de las tareas con ella se supone que se aborda: para digitalizar las grabaciones de audio "ruidosas" de las cintas antiguas, no se necesita ADC de alto dígito. Si planea obtener un registro digital de alta calidad del micrófono de estudio, tiene sentido usar un ADC de 24 bits.

Número de canalesdetermina qué sonido podrá convertir el dispositivo. Un convertidor de dos canales podrá manejar el sonido estéreo y mono. Pero para convertir la señal Dolby Digital o Dolby TrueHD, se necesitará un convertidor de seis o ocho canales.

Relación de señal / ruido Determina el nivel de ruido agregado a la señal por el convertidor. Cuanto mayor sea este indicador, más limpio, la señal que pasa a través del convertidor permanece. Para escuchar música, es indeseable que este indicador esté por debajo de 75 dB. El equipo de alta fidelidad proporciona un mínimo de 90 dB, y los dispositivos de alta definición de alta calidad son capaces de proporcionar una relación de señal a ruido de 110-120 dB y más.

DAC debería tener un digital entrada- Puede ser S / PDIF, USB o Bluetooth. ProduccióndAC Analog - "Jack" (Jack) o "tulipanes" (RCA). En el ADC, lo contrario es la entrada analógica y la salida digital. Bueno, si el convertidor tiene varias entradas y salidas diferentes, extiende las capacidades para conectarse a él desde varios dispositivos. Si la entrada en el convertidor es una, asegúrese de que la salida similar esté en el dispositivo al que se supone que se le asume.

Los convertidores de audio son más propensos a los equipos de estudio y el hogar, por lo que comidala mayoría de los convertidores están hechos de una red 220V. Pero también hay convertidores que se alimentan de baterías y se pueden utilizar de forma autónoma. Esto puede ser conveniente cuando se usa un transductor con un dispositivo móvil, una computadora portátil, una tableta, un teléfono inteligente o un jugador.

Algunos convertidores se alimentan a través del conector Micro-USB, y no pueden recibir una señal de audio a través de este conector. Si es importante para usted que el DAC puede leer archivos de audio en los medios USB, antes de comprar, asegúrese de que el USB en el dispositivo se use no solo para alimentar.

Opciones de selección.

Si necesita un dispositivo con el que puede digitalizar grabadoras de cinta antiguas o escribir en un sonido de computadora desde el micrófono, necesita un convertidor analógico a digital. Los precios para ellos comienzan desde 1100 rublos.

Si desea obtener un dispositivo para la reproducción de alta calidad de audifiles de un teléfono inteligente con una conexión inalámbrica, elija entre el DAC con soporte Bluetooth. Tal dispositivo le costará 1400-1800 rublos.

Si desea escuchar toda la riqueza de sonido grabada en formato sin pérdida con una alta frecuencia de muestreo y una tasa de bits de 24, necesitará el DAC correspondiente. Costará de 1,700 rublos.

Modernos dispositivos digitales para el conocimiento de nuestros convertidores analógicos-digitales de uso del mundo analógico. Sobre cómo funciona, te lo diré en este artículo.

Si la señal continua debe estar en forma digital, el valor de entrada analógica debe convertirse en el número correspondiente. Esta tarea se realiza un convertidor analógico-digital (ADC o ADC).

Teoría

S (t) es alguna función matemática que describe nuestra señal. Es imposible elegir una función simple popular en cuanto a una señal sinusoidal. Por lo tanto, no dejaremos S (t). Sin embargo, en matemáticas se demuestra que casi cualquier función puede representarse como la suma de las señales sinusoidales (pecado y cos), pero con diferentes amplitudes y frecuencias angulares. Y cuanto más difícil es la función, las señales más sinusoidales es necesario. Como resultado, obtenemos:

Los senos y los coseros en esta cantidad se denominan armónicos de la señal S (T) y son espectro Señal S (T), y se llama la suma cerca de Fourier. Esta es la base del análisis espectral, que se usa ampliamente en técnicas modernas. Spectrum de señal (pecado y conjunto de cos) es conveniente retratar en forma de un gráfico, por ejemplo, para sinusoidal:

(La parte del espejo aparece solo debido a las transformaciones matemáticas, no hay un significado físico)
Y para nuestra señal:

El procedimiento para la conversión analógica a digital de señales continuas, que se implementa utilizando ADC, es una conversión de la función continua del tiempo S (t), que describe nuestra señal en la secuencia de números S1, S2, S3, S4 ..., atribuido a un tiempo fijo. Este procedimiento se puede dividir en dos operaciones independientes. El primero se llama discretización Y consiste en convertir la función continua del tiempo S (T) en la secuencia continua S1, S2, S3, S4 .... El segundo se llama cuantificación y consiste en convertir una secuencia continua en S1 *, S2 *, S3 *, S4 * ...

El muestreo de señales continuas se basa en referencias del teorema (Teorema de Whitaker - Nyquist - Kotelnikova - Shannon):

Si hay una señal de S (t), cuyo espectro no contiene la frecuencia por encima del fmax, entonces se puede restaurar completamente si se sabe que los S (T) S (t) se toman en intervalos iguales:

Según este teorema, para representar una señal analógica en forma digital, necesitamos referencias. Pero luego el problema: las señales reales tienen un espectro sin fin y no hay señales reales. En este caso, es necesario recortar el espectro de la señal utilizando el filtro, por lo que estamos creando artificialmente. Generalmente se toma en un sitio de este tipo de espectro donde el nivel de amplitudes armónico no exceda el 10% del valor máximo. Llamada frecuencia superior espectro. También es apropiado hablar sobre la frecuencia angular superior del espectro.

El uso de muestreo para nuestra señal conduce a la aparición de una distorsión específica de alta frecuencia, debido a la muestra en los sistemas de procesamiento. Para reducir estas distorsiones, es necesario aumentar la frecuencia de muestreo, o tomar más. Sin embargo, la contención de información de la señal aumenta. A menudo es superfluo, y en cualquier tarea práctica debe buscar el "Medio Dorado".

En última instancia, nuestra señal analógica corresponderá a un conjunto de referencias, de las cuales la señal se puede restaurar así:

Cuando la cantidad de la señal también pierde la pérdida de información debido al conjunto final de niveles de señal, que también afectan el contenedor de información de la señal digitalizada.

Resumen:

1. Las señales se pueden estudiar tanto en el dominio del tiempo como en la frecuencia (espectro).
2. Para obtener una señal digital de la señal analógica, primero debe discreterlo y luego cuantizar.
3. Para probar la señal, necesitas limitar su espectro.
4. Es necesario elegir de manera óptima la frecuencia de muestreo y el número de niveles de cuantificación.
5. Cuando muestre un muestreo, constantemente redondeamos el valor analógico a la digital más cercana y al final tenemos errores. muestreo de ruido.

Características técnicas del ADC:

Estático

Error de desplazamiento cero - el valor de la señal de entrada en la que el código de salida del ADC es cero.

Error de escala completa - Diferencia relativa entre los valores reales e ideales del límite de escala de transformación en ausencia de desplazamiento de cero.

No linealidad - la desviación máxima de la característica real de la conversión D (U (T)) de lo óptimo

Dinámica

Tiempo de conversión - Este es el tiempo contado desde el inicio del pulso de muestreo o el inicio de la transformación hasta que aparezca el código sostenible correspondiente a esta muestra.

Práctica

El diagrama clásico de la conversión analógica a digital paralela en una forma simplificada se ve así:

Las resistencias comparten el voltaje de referencia en proporciones iguales. Las referencias de la señal analógica y parte del voltaje de referencia se alimentan a los comparadores, donde se comparan. En el caso de la coincidencia en la salida del comparador, tenemos una unidad lógica. Por lo tanto, resuelve el código que el codificador se convierte en el formato requerido.

• Gorovsky I.S. Cadenas de ingeniería de radio y señales.
• Baskakov S.I. Cadenas de ingeniería de radio y señales.
• Kester Walt. El manual de conversión de datos.

PD El artículo implica la función de igualdad de conceptos y la señal.
P.P.S. El nivel del artículo está diseñado para una amplia audiencia.

Etiquetas: señal, espectro, ruido de cuantificación, cuantificación, discretización, comparador, ADC, analógico, dígito, codificador, digitalización, paso de cuantización, ADC

En la electrónica, las señales se dividen en: analógico, discreto y digital. Comencemos con el hecho de que todo lo que sentimos que vemos, en su mayor parte es una señal analógica, pero lo que ve el procesador de la computadora es una señal digital. No suena completamente claro, por lo que tratemos con estas definiciones y, por lo tanto, a medida que se convierte un tipo de señales a otro.

En la señal analógica de representación eléctrica, a juzgar por su nombre, es análogo de un valor real. Por ejemplo, usted siente la temperatura ambiente constantemente, a lo largo de la vida. No hay descansos. Al mismo tiempo, no solo siente dos niveles "calientes" como "fríos", y un número infinito de sensaciones que describen este valor.

Para una persona, "Frío" puede ser de diferentes maneras, es la frialdad de otoño y las heladas de invierno, y las heladas de luz, pero no siempre "frío" es una temperatura negativa, así como la "calor", no siempre temperaturas positivas.

A partir de aquí se deduce que la señal analógica tiene dos características:

1. Continuidad en el tiempo.

2. El número de valores de señal tiende al infinito, es decir, Una señal analógica no se puede dividir con precisión en partes o cantar, rompiendo la escala a secciones específicas. Los métodos de medición se basan en una unidad de mediciones, y su precisión depende solo del precio de dividir la escala de lo que es menor, más precisa la dimensión.

Señales discretas - Estas son señales que representan una secuencia de informes o mediciones de cualquier valor. Las mediciones de tales señales no son continuas, sino periódicas.

Voy a intentar de explicar. Si instaló el termómetro en algún lugar, mide el valor analógico, se desprende de lo anterior. Pero, de hecho, ver su testimonio, recibir información discreta. Discreto: significa separado.

Por ejemplo, se despertó y aprendió cuántos grados en el termómetro, la próxima vez que lo miró en un termómetro al mediodía, y la tercera vez por la noche. No sabe lo rápido que cambió la temperatura, uniformemente o un salto brusco, solo conoce los datos en ese momento que se observó.

Este es un conjunto de niveles, tipo 1 y 0, alto y bajo, o no. La profundidad de reflexión de la información está en forma digital está limitada por el dígito del dispositivo digital (conjunto lógico, microcontrolador, procesador, etc.), resulta que es adecuado para almacenar datos booleanos. Un ejemplo es el siguiente, para el almacenamiento de datos de tipo "Día" y "Noche", es suficiente de 1 bits de información.

Un poco- Este es el valor mínimo de la presentación de información en forma digital, solo se pueden almacenar dos tipos de valores 1 en ella (unidad lógica, alto nivel), o 0 (cero lógico, bajo).

En la electrónica, el bit de información se representa como un nivel de bajo voltaje (cerca de 0) y un nivel de alto voltaje (depende de un dispositivo específico, a menudo coincide con la tensión de alimentación de este nodo digital, valores típicos - 1.7, 3.3. 5V, 15V).

Todos los valores intermedios entre los niveles de baja y altos recibidos son la región de transición y pueden no tener un valor específico, dependiendo de los circuitos, tanto los dispositivos en general como el circuito interno del microcontrolador (ni ningún otro dispositivo digital) puedan tener un nivel de transición diferente, por ejemplo, para 5 -tolt lógica para cero, los valores de voltaje se pueden tomar de 0 a 0,8 V, y por unidad de 2V a 5V, mientras que la brecha entre 0,8 y 2B es una zona incierta, de hecho , está separado de su ayuda de uno.

Los valores más precisos y amplios deben ser almacenados, más necesita un poco, le damos un ejemplo de tabla con una pantalla digital de cuatro días de tiempo:

Noche - Mañana - Día - Tarde

Para esto necesitamos 2 bits:

En el caso general, la transformación analógica a digital es el proceso de traducir el valor físico en un valor digital. El valor digital es un conjunto de unidades y boquillas percibidas por el dispositivo de procesamiento.

Tal transformación es necesaria para la interacción de la tecnología digital con el medio ambiente.

Dado que una señal eléctrica analógica repite su señal de entrada de forma, no se puede escribir en forma digital "como está" porque tiene un número infinito de valores. Un ejemplo se le puede dar un proceso de grabación de sonido. Parece esto en la forma principal:

Es la suma de las olas con diferentes frecuencias. Que, cuando se descomponen en frecuencias (para más detalles, consulte la transformación de Fourier), de una forma u otra puede cerrarse a una imagen similar:

Ahora inténtalo en forma de un conjunto de tipo "11110001010100", bastante difícil, ¿no es así?

Otro ejemplo de la necesidad de transformar el valor analógico en DIGITAL, es su medición: termómetros electrónicos, voltímetros, ammetros y otros instrumentos de medición interactúan con valores analógicos.

¿Cómo es la conversión?

Primero, observe el diagrama de la conversión de muestra de la señal analógica en DIGITALES Y ATRÁS. Más tarde volveremos a ella.

De hecho, este es un proceso complejo que consta de dos etapas principales:

1. Señal de señal.

2. Cuantificación en el nivel.

El muestreo de señales es la definición de los intervalos de tiempo en los que se mide la señal. Cuanto más corta, estas brechas son, la medición más precisa. Un período de muestreo (T) se llama un segmento de tiempo desde el inicio de los datos de lectura a su fin. La frecuencia de muestreo (F) es el valor inverso:

Después de leer la señal, se procesa y se guarda en la memoria.

Resulta que durante el tiempo en que se leen y procesan las lecturas de señales, puede cambiar, por lo tanto, existe una distorsión del valor medido. Hay tal teorema de Kotelnikov y deriva una regla de ese:

La frecuencia de muestreo debe ser al menos 2 veces más que la frecuencia de la señal discreta.

Esta es una captura de pantalla de Wikipedia, con un extracto del teorema.

Para determinar el valor numérico, se requiere la cuantificación. Quantum es un cierto espacio de los valores medidos, promedió el número mencionado anteriormente.

Esos. Señales de x1 a x2, condicionalmente igual a un valor XY específico. Recuerda el precio de dividir el instrumento de medición de la flecha. Cuando se hace referencia, a menudo es igual a la marca más cercana en la escala del instrumento.

Entonces, con la cuantización en términos de nivel, más cuantas, las mediciones más precisas y las más señales después de la coma (centésimas, milésimo, etc.) pueden contener.

Más precisamente, el número de señales después de que la coma está bastante determinada por la descarga del ADC.

La imagen muestra el proceso de cuantificación de la señal utilizando un bit de información, como lo describí anteriormente, cuando se toma un alto nivel cuando se excede un cierto límite.

A la derecha, muestra la cuantización de la señal, y la grabación en forma de dos bits de datos. Como puede ver, este fragmento de la señal ya está dividido en cuatro valores. Resulta que, como resultado, la señal analógica lisa se convirtió en una señal de "paso" digital.

El número de niveles de cuantificación está determinado por la fórmula:

Donde n es el número de descargas, n es el nivel de cuantización.

Aquí hay un ejemplo de una señal dividida en un número mayor de Quanta:

Desde aquí, está muy claro que cuanto más a menudo se elimine los valores de la señal (más frecuencia de muestreo), más precisa se mide.

Esta imagen muestra la conversión de una señal analógica en una vista digital, y a la izquierda del récord del eje del huérfano (eje vertical) en un formulario digital de 8 bits.

Convertidores analógicos-digitales

El convertidor ADC o ANALOG-DIGITAL se puede realizar como un dispositivo separado o para ser incorporado.

Anteriormente en los microcontroladores, por ejemplo, las familias MCS-51 no contenían un ADC en su composición, se utilizó un chip externo para esto y era necesario escribir una rutina de procesamiento externos externos.

Ahora están en la mayoría de los microcontroladores modernos, como AVR ATMEGA328, que es la base de la mayoría popular, está integrada en el MK en sí. En Arduino, la lectura de datos analógicos se realiza simplemente: el comando analogrérez (). Aunque en el microprocesador, que se instala en el mismo PI de Raspberry no menos popular, no es, por lo que no es tan inequívoco.

De hecho, hay una gran cantidad de opciones para convertidores analógicos digitales, cada uno de los cuales tiene sus inconvenientes y ventajas. Para describir cuál dentro de este artículo no tiene un significado especial, ya que es un gran volumen de material. Considere solo la estructura general de algunos de ellos.

La opción ADC patentada más antigua es Paul M. Rainey, Facsimile Telegraph System, EE. UU. Patente 1.608.527, presentada el 20 de julio de 1921, emitió el 30 de noviembre de 1926. Esta es una conversión directa de ADC de 5 bits. Los nombres de la patente vienen los pensamientos que el uso de este dispositivo se asoció con la transferencia de datos a través del telégrafo.

Si hablamos de la conversión directa de ADC moderna, tiene el siguiente esquema:

Se puede ver que la entrada es una cadena que se le da una señal en la salida al cruzar una señal de umbral. Esta es la descarga y la cuantización. Quien al menos un poco fuerte en circuitos, vio este hecho obvio.

Quien no es fuerte, la cadena de entrada funciona de esta manera:

La señal analógica entra en la entrada "+", en todo a la vez. Las salidas con la designación "-" viene el voltaje de referencia, que se despliega utilizando una cadena de resistencias (divisor resistivo) en una serie de tensiones de referencia. Por ejemplo, una fila para esta cadena se ve como esta relación:

Urefi \u003d (1/16, 3/16, 5/16, 7/16, 9/16, 11/16, 13/16) * UREF

En paréntesis a través de la coma, se indica qué parte del voltaje de referencia total UREF se alimenta a la entrada de cada voltaje de entrada.

Esos. Cada uno de los elementos tiene dos entradas cuando el voltaje de entrada es familiar. «+» Supera el voltaje en la entrada con el signo "-", luego aparece una unidad lógica en su salida. Cuando esté en una entrada positiva (no conversión), el voltaje es menor que en un negativo (inversión), luego en la salida - cero.

Voltaje para compartir para romper la tensión de entrada al número deseado de descargas. Cuando se alcanza el voltaje en la entrada en la salida del elemento correspondiente, aparece una señal, el circuito de procesamiento muestra la señal "correcta" en forma digital.

Dicho comparador es bueno para la velocidad de procesamiento de datos, todos los elementos de la cadena de entrada se activan en paralelo, el retardo principal de este tipo de ADC se forma a partir de un retardo de 1 comparador (todavía funciona en paralelo) y los retrasos de VEER.

Sin embargo, hay una gran falta de cadenas paralelas: esta es la necesidad de una gran cantidad de comparadores, para obtener ADC de un bit. Para obtener, por ejemplo, 8 dígitos, necesita 2 ^ 8 comparadores, y estos son hasta 256 piezas. Durante una década (en Arduino, ADC de 10 bits, por cierto, pero otro tipo) necesita 1024 comparador. Juzgar a sí mismos sobre la viabilidad de tal opción de procesamiento, y donde puede ser necesario.

Hay otros tipos de ADCS:

aproximación secuencial;

delta Sigma ADC.

Conclusión

Convertir la señal analógica en la necesidad digital de leer los parámetros de los sensores analógicos. Hay un tipo separado de sensores digitales, ya sea fichas integradas, por ejemplo, DS18B20, en su señal de salida ya digital y se pueden procesar por cualquier microcontroladores o microprocesadores sin la necesidad de usar el ADC, o un sensor analógico en la placa. que su convertidor ya ha sido colocado. Cada tipo de sensores tiene sus pros y sus contras, como la inmunidad de ruido y el error de medición.

El conocimiento de los principios de la transformación es necesario para todos los que trabajan con microcontroladores, porque no hay tales convertidores en cada sistema moderno, tales convertidores están incrustados, tiene que usar chips externos. Por ejemplo, puede traer tal tarifa diseñada específicamente en el conector GPIO PI de Raspberry, con ADC de precisión en ADS1256.