Sigma-Delta ADC einfach erklärt | Analog-Digital Konverter
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4 سال پیش
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Das Delta-Sigma-Verfahren, auch als 1-Bit-Umsetzer bezeichnet, basiert auf der Delta-Sigma-Modulation. In der einfachsten Form (Modulator erster Ordnung) kommt das Eingangssignal über einen analogen Subtrahierer zum Integrator und verursacht an dessen Ausgang ein Signal, das von einem Komparator mit eins oder null bewertet wird. Ein Flipflop erzeugt daraus ein zeitdiskretes binäres Signal, mit dem ein 1-Bit-Digital-Analog-Umsetzer in eine positive oder negative elektrische Spannung liefert, die über den Subtrahierer den Integrator wieder auf null zurückzieht (Regelkreis). Ein nachgeschalteter Digitalfilter setzt den seriellen und hochfrequenten Bit-Strom in Daten niedriger Erneuerungsrate, aber großer Bitbreite (16 oder 24 Bit) und hohem Signal-Rausch-Verhältnis (94 bis 115 dB) um. In der Praxis werden Delta-Sigma-Umsetzer als Systeme dritter oder vierter Ordnung aufgebaut, das heißt durch mehrere seriell angeordnete Differenz- und Integratorstufen. Dies erlaubt eine bessere Rauschformung und damit einen höheren Gewinn an Auflösung bei gleicher Überabtastung.
Ein Vorteil des Delta-Sigma-Umsetzers ist, dass die Dynamik in gewissen Grenzen durch die Bandbreite wechselseitig ausgetauscht werden kann. Durch die kontinuierliche Abtastung am Eingang wird auch keine Halteschaltung (engl. sample and hold) benötigt. Außerdem werden geringe Anforderungen an das analoge Anti-Aliasing-Filter gestellt.
Die Vorteile werden durch den Nachteil der vergleichsweise hohen Latenzzeit erkauft, welche vor allem durch die digitalen Filterstufen bedingt ist. Delta-Sigma-Umsetzer werden daher dort eingesetzt, wo kontinuierliche Signalverläufe und nur moderate Bandbreiten benötigt werden, wie beispielsweise im Audiobereich. Praktisch alle Audiogeräte im Bereich der Unterhaltungselektronik wie zum Beispiel DAT-Rekorder setzen diese Umsetzer ein.
(Quelle: www.wikipedia.org, 24.06.2020)
Auch bei Datenumsetzern in der Kommunikationstechnik und der Messtechnik wird es aufgrund der fallenden Preise zunehmend eingesetzt. Durch die dabei notwendige hohe Überabtastung sind dem Verfahren bei höheren Frequenzen allerdings Grenzen gesetzt. Die Grenze liegt bei etwa 2,5 MHz.
►►Auf diesem neuen Kanal findet ihr Videos aus den Bereichen Mathematik, Physik, technische Mechanik und Elektrotechnik. Ich hoffe ich kann es euch gut erläutern. Falls euch dieser Kanal gefällt, dann könnt ihr ihn gerne abonnieren, was ebenfalls völlig kostenlos und jederzeit widerrufbar ist, so könnt ihr auf dem aktuellen Stand bleiben, was die neuen Videos angeht. Nun wünsche ich euch viel Spaß und vor allem Motivation beim lernen...
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Ein Vorteil des Delta-Sigma-Umsetzers ist, dass die Dynamik in gewissen Grenzen durch die Bandbreite wechselseitig ausgetauscht werden kann. Durch die kontinuierliche Abtastung am Eingang wird auch keine Halteschaltung (engl. sample and hold) benötigt. Außerdem werden geringe Anforderungen an das analoge Anti-Aliasing-Filter gestellt.
Die Vorteile werden durch den Nachteil der vergleichsweise hohen Latenzzeit erkauft, welche vor allem durch die digitalen Filterstufen bedingt ist. Delta-Sigma-Umsetzer werden daher dort eingesetzt, wo kontinuierliche Signalverläufe und nur moderate Bandbreiten benötigt werden, wie beispielsweise im Audiobereich. Praktisch alle Audiogeräte im Bereich der Unterhaltungselektronik wie zum Beispiel DAT-Rekorder setzen diese Umsetzer ein.
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4 سال پیش
در تاریخ 1399/11/19 منتشر شده
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