การจำแนกประเภทตัวแปลงของตัวแปลง AD

ด้านล่างนี้เป็นการแนะนำโดยย่อเกี่ยวกับหลักการพื้นฐานและคุณลักษณะของประเภทที่ใช้กันทั่วไปหลายประเภท: ประเภทอินทิกรัล, ประเภทการประมาณต่อเนื่อง, ประเภทการเปรียบเทียบแบบขนาน/ประเภทขนานอนุกรม Σ-Δ ประเภทมอดูเลชั่น, ประเภทการเปรียบเทียบลำดับอาร์เรย์ตัวเก็บประจุ และประเภทการแปลงความถี่แรงดันไฟฟ้า
1) ประเภทอินทิกรัล (เช่น TLC7135)
หลักการทำงานของอินทิกรัลประเภท AD คือการแปลงแรงดันไฟฟ้าอินพุตเป็นเวลา (สัญญาณความกว้างพัลส์) หรือความถี่ (ความถี่พัลส์) จากนั้นรับค่าดิจิทัลด้วยตัวจับเวลา/ตัวนับ ข้อดีของมันคือสามารถบรรลุความละเอียดสูงได้ด้วยวงจรง่ายๆ แต่ข้อเสียคืออัตราการแปลงต่ำมากเนื่องจากการขึ้นอยู่กับความแม่นยำในการแปลงตามเวลาที่รวมเข้าด้วยกัน ในช่วงแรกๆ ตัวแปลง AD ชิปตัวเดียวส่วนใหญ่ใช้ประเภทอินทิกรัล แต่ตอนนี้ประเภทการเปรียบเทียบตามลำดับค่อยๆ กลายเป็นกระแสหลัก
2) ประเภทการเปรียบเทียบตามลำดับ (เช่น TLC0831)
AD ประเภทการเปรียบเทียบตามลำดับประกอบด้วยตัวเปรียบเทียบและตัวแปลง DA ซึ่งสร้างขึ้นผ่านตรรกะการเปรียบเทียบตามลำดับ เริ่มต้นจาก MSB แรงดันไฟฟ้าอินพุตจะถูกเปรียบเทียบตามลำดับกับเอาต์พุตของคอนเวอร์เตอร์ DA ในตัวสำหรับแต่ละบิต และค่าดิจิทัลจะถูกเอาต์พุตหลังจากการเปรียบเทียบ n ขนาดวงจรอยู่ในระดับปานกลาง ข้อดีของมันคือความเร็วสูง ใช้พลังงานต่ำ และราคาสูงที่ความละเอียดต่ำ (12 บิต)
3) ประเภทการเปรียบเทียบแบบขนาน/ประเภทการเปรียบเทียบแบบขนานแบบอนุกรม (เช่น TLC5510)
ประเภทการเปรียบเทียบแบบขนาน AD ใช้ตัวเปรียบเทียบหลายตัวเพื่อทำการแปลงสำหรับการเปรียบเทียบครั้งเดียวเท่านั้น หรือที่เรียกว่าประเภท FLash (เร็ว) เนื่องจากอัตราการแปลงที่สูงมาก การแปลง n บิตจึงต้องใช้ตัวเปรียบเทียบ 2n-1 ส่งผลให้มีขนาดวงจรใหญ่และราคาสูง ทำให้เหมาะสำหรับฟิลด์ที่มีความเร็วสูงเท่านั้น เช่น ตัวแปลงวิดีโอ AD
โครงสร้าง AD ประเภทการเปรียบเทียบแบบขนานแบบอนุกรมอยู่ระหว่างประเภทขนานและประเภทการเปรียบเทียบตามลำดับ แบบทั่วไปส่วนใหญ่ประกอบด้วยตัวแปลง AD แบบขนานขนาด n/2- บิตสองตัวรวมกับตัวแปลง DA ซึ่งทำการแปลงผ่านการเปรียบเทียบสองครั้ง ดังนั้นจึงเรียกว่าประเภท Half flash นอกจากนี้ยังมีประเภทของ AD ที่แบ่งออกเป็นสามขั้นตอนขึ้นไปเพื่อให้ได้การแปลง AD ซึ่งเรียกว่า AD ประเภท Multistep/Subcrossing และจากมุมมองของระยะเวลาในการแปลง นอกจากนี้ยังสามารถเรียกว่า AD ประเภท Pipelined ได้อีกด้วย AD เกรดสมัยใหม่ยังมีฟังก์ชันต่างๆ เช่น การดำเนินการเชิงตัวเลขกับผลลัพธ์การแปลงหลายรายการ และคุณลักษณะการแก้ไข AD ประเภทนี้มีความเร็วสูงกว่าประเภทการเปรียบเทียบแบบลำดับและขนาดวงจรเล็กกว่าประเภทขนาน
4) Σ-Δ (Sigma?/FONT>เดลต้า) ประเภทการมอดูเลต (เช่น AD7705)
Σ-Δ ประเภท AD ประกอบด้วยตัวรวม ตัวเปรียบเทียบ 1-ตัวแปลงบิต DA และตัวกรองดิจิทัล โดยหลักการแล้วจะคล้ายกับอินทิกรัลชนิดหนึ่ง ซึ่งจะแปลงแรงดันไฟฟ้าอินพุตเป็นสัญญาณเวลา (ความกว้างพัลส์) และประมวลผลด้วยตัวกรองดิจิทัลเพื่อให้ได้ค่าดิจิทัล โดยพื้นฐานแล้วส่วนดิจิทัลของวงจรนั้นเป็นแบบเสาหินได้ง่าย ดังนั้นจึงง่ายต่อการได้ความละเอียดสูง ส่วนใหญ่ใช้สำหรับเสียงและการวัด
5) ประเภทการเปรียบเทียบตามลำดับของอาร์เรย์ตัวเก็บประจุ
ประเภทการเปรียบเทียบลำดับอาร์เรย์ตัวเก็บประจุ AD ใช้วิธีการเมทริกซ์ตัวเก็บประจุในตัวแปลง DA ในตัวหรือที่เรียกว่าประเภทการกระจายประจุใหม่ ค่าของตัวต้านทานส่วนใหญ่ในตัวแปลง DA ของอาร์เรย์ตัวต้านทานทั่วไปจะต้องสอดคล้องกัน และการสร้างตัวต้านทานที่มีความแม่นยำสูงบนชิปตัวเดียวนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย