Bài giảng Nhập môn điện tử - Chương 8: Chuyển đổi tương tự - số, số - tương tự

Bài giảng "Nhập môn điện tử - Chương 8: Chuyển đổi tương tự - số, số - tương tự" trình bày các nội dung: Chuyển đổi tương tự - số, chuyển đổi số - tương tự, ghép nối bộ chuyển đổi với hệ vi xử lý. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Nhập môn điện tử - Chương 8: Chuyển đổi tương tự - số, số - tương tựTr ườngĐ ạiH ọcCôngNgh ệThôngTin KHOAMẠNG&TRUYỀNTHÔNG BÀIGIẢNG NHẬPMÔNĐI Ệ THÁNG9/2012 NTỬ 1CHƯƠNG8:Chuyểnđổitươngtựsố,sốtươngtự 1. Chuyểnđổitươngtựsố 2. Chuyểnđổisốtươngtự 3. Ghépnốibộchuyểnđổivớihệvixử lý1.Chuyểnđổitươngtựsố Đạibộphậntínhiệutựnhiênnhưtiếngnói,hình ảnh,nhiệtđộ,tốcđộ,…lạilàcácđạilượngtươngtự =>muốnđưacáctínhiệunàyvàomộthệthốngsố đểxửlý,tacầnbiếnđổichúngsangdạngsố=>bộ biếnđổitươngtự(analog)sangsố(Digital),bộA/D, thựchiệnviệcsốhoátínhiệutươngtự. Mộtmạchlogiccóchứcnăngngượclạiđượcgọilà bộbiếnđổisốsangtươngtựhayngắngọnlàbộ D/A. 1.Chuyểnđổitươngtựsố(tt) a)KháiniệmchungTÝn hiÖu analog ®ưîcchuyÓn thành tÝn hiÖu bËcthang víi mçi thang là1®¹idiÖn sè thÝch hîp. C¸c ®¹idiÖn sè rêi r¹c cã nhiÒuc¸ch biÓu diÔn. NÕu theohÖ thËp ph©n th×thưêngbiÓu diÔn sè ®o, nÕu ®Óxö lý sè dïng m· nhÞ ph©n.1.Chuyểnđổitươngtựsố(tt)Tæng qu¸t: tÝn hiÖu sè là SD, tư¬ng tù làSA SD=bn12n1+bn22n2+…+b020 Trongđócáchệsốbk=0hoặc1(vớik=0 n1)và đượcgọilàbit.bn1:bitcónghĩalớnnhất(MSB)tươngứngvớicộtđứngđầubêntráicủadãymãsố.b0gọilàbitcónghĩanhỏnhất(LSB)ứngvớicộtđứngđầubênphảicủadãymãsố. Mỗibiếnđổicủatínhiệulàmộtmứclượngtử(mộtnấccủahìnhbậcthang). 1.Chuyểnđổitươngtựsố(tt)VớimộtmạchbiếnđổicóNbittứclàcóNsốhạngtrongtừmãnhịphânthìmộtnấctrênhìnhbậcthangchiếmmộtgiátrị.UAmax:giátrịcựcđạichophéptươngứngcủađiệnáptươngtựởđầuvàoA/D.Q:mứclượngtử.DotínhiệusốlàtínhiệurờirạcnêntrongquátrìnhchuyểnđổiA/Dxuấthiệnmộtsaisốgọilàsaisốlượngtửhoá,đượcxácđịnh:KhichuyểnđổiA/Dphảithựchiệnlấymẫutínhiệutươngtự.Đểđảmbảokhôiphụclạitínhiệumộtcáchtrungthực 1.Chuyểnđổitươngtựsố (tt) Theo thuyÕt lưîng tö ho¸, qu¸ tr×nh lưîng tö ho¸ sinh ra t¹p ©m, t¹p ©m này ph¶n ¸nh khi thùc hiÖn phÐp biÕn ®æi ngưîc DA, cã thÓ coi qu¸ tr×nh lưîng tö ho¸ làqu¸ tr×nh céng tÝn hiÖu XA vàtÝn hiÖu t¹p ©m Xta, ngưêi ta chøng minh ®ưîc t¹p ©m lưîng tö ho¸ cã thÓ coi làt¹p ©m tr¾ng, khi -Q/2≤XA ≤Q/2. MËt ®é phæ c«ng suÊt cña t¹p ©m: ◦ : gi¸ trÞ trung b×nh b×nh phư¬ng cña ®iÖn ¸p t¹p ©m NÕu nèi víi mét ®iÖn trë t¶i, c«ng suÊt t¹p ©m ph¶n ¶nh ë t¶i: TØ sè tÝn hiÖu t¹p ©m S/N ®ưîc x¸c ®ịnh: 1.Chuyểnđổitươngtựsố (tt)b)Cácthamsốcơbản i.Dảibiếnđổicủađiệnáptínhiệutươngtựởđầuvào: làkhoảngđiệnápmàbộchuyểnđổiA/Dthựchiệnđược, cógiátrịđiệnáptừUAm +Uam ii.ĐộchínhxáccủabộchuyểnđổiA/D . ĐộphânbiệtQ:làgiátrịcủamộtmứclượngtửhoá(1 LSB)làsốcácsốhạngcủamãsốđầuratươngứngvới dảibiếnđổicủađiệnápvào. Vídụ:1bộA/DcósốbitđầuraN=12cóthểphânbiệtđược212=4096mứctrongdảibiếnđổiđiệnápcủanó. .Trongthựctế,thườngdùngsốbitNđểđặctrưngchođộ chínhxác(dảibiênđộđiệnápvàocoinhưkhôngđổi). . ThôngthườngcácbộA/Dcósốbittừ3 12.Cónhữngbộ1.Chuyểnđổitươngtựsố(tt) Liªn quan ®Õn ®é chÝnh ®é chÝnh x¸c cßn cã c¸c sai sè khuÕch ®¹i, mÐo phi tuyÕn…1.Chuyểnđổitươngtựsố(tt) Tốcđộchuyểnđổi:chobiếtkếtquảchuyểnđổi trong1giâyđượcgọilàtầnsốchuyểnđổifC,ph¶n ¶nh kh¶ n¨ng làm viÖc thêi gian thùc cña hÖ thèng, trong hÖ thèng viÔn th«ng nã làth«ng sè tÝch luü ®é trÔ cña tÝn hiÖu, fC ph¶i càng lín càng tèt. Tốc độchuyểnđổifCcànglớnthìđộchínhxácQcàng giảm. 1.Chuyểnđổitươngtựsố (tt) CácbướccơbảncủaquátrìnhbiếnđổiA/D c. Đểchuyểnđổitínhiệutươngtựthànhtínhiệusốphảiqua3bướcsau:Lấymẫu,giữmẫu.Lượngtửhoá.Mãhoá. 1.Chuyểnđổitươngtựsố(tt) Lấymẫutínhiệutươngtựtạinhữngthờiđiểmkhácnhau vàcáchđềunhau(rờirạchoátínhiệuvềmặtthờigian); Giữmẫuchobiênđộđiệnáptạicácthờiđiểmlấymẫu khôngđổitrongquátrìnhchuyểnđổitiếptheo. Tínhiệuramạchlấymẫuđượcđưađếnmạchlượngtử hoáđểlàmtrònvớiđộchínhxác±Q/2.Mạchlượngtửhoá cónhiệmvụrờirạctínhiệutươngtựvềmặtbiênđộ.Nhờ quátrìnhlượngtửhoámộttínhiệutươngtựbấtkỳđược biểudiễnbởimộtsốnguyênlầnmứclượngtử,nghĩalà: .XAilàtínhiệutươngtựởthờiđiểmi .ZDi:tínhiệusốởthờiđiểmi .1.Chuyểnđổitươngtựsố(tt)Trongmạchmãhoá,kếtquảlượngtửhoáđượcsắp xếplạ ...