Qual è la differenza tra un quantizzatore e un encoder in un convertitore da analogico a digitale?


Risposta 1:

Ci sono tre passaggi per convertire un segnale analogico in digitale. Il primo è che il segnale deve essere campionato. Il segnale campionato deve essere quantizzato e quindi deve essere codificato in un codice binario in modo che possa essere elaborato più in basso nello stage.

Prendiamo ad esempio un digitalizzatore a 1 bit (poiché questo è il caso più semplice). Di seguito è mostrato il circuito di mantenimento del campione standard:

In base alla velocità del clock, il segnale proveniente dal terminale AI verrà memorizzato nel condensatore, quando l'interruttore è “ON”. Quando è OFF, il condensatore si scarica, quindi la tensione memorizzata nel condensatore appare (con un certo guadagno) sull'uscita AO.

Ora, il prossimo passo, la quantizzazione può essere immaginata come fare un campionamento nel dominio "Ampiezza". Per semplicità, assumeremo un quantizzatore a 1 bit, che si riduce a un circuito di confronto:

Ora, se si interrompe il processo di campionamento, come si avvicina è come:

uscita = 1 * Tensione a t = n * ts

uscita = 0 * Tensione altre volte.

Se prendi nota con attenzione, scoprirai che l'uscita sarà uguale alla tensione di ingresso solo negli istanti di tempo integrati.

Ora applica lo stesso al nostro quantizzatore a 1 bit. Poiché il quantizzatore ha solo un bit, può al massimo avere solo 2 livelli. Quindi un semplice quantizzatore è un circuito di confronto. Quando l'ingresso è maggiore di 0, emette alta tensione, uguale alla tensione di alimentazione del comparatore; messa a terra quando l'ingresso è <0. Ora ti sei assicurato che la tensione di ingresso rimanga su una di queste due tensioni. In altre parole, l'hai quantizzato. Ma questo segnale è ancora nel dominio del tempo discreto e non è ancora convertito in segnale digitale "puro". Un segnale digitale puro deve essere sotto forma di codice binario per i sistemi digitali lungo la catena del segnale per elaborarlo ulteriormente.

Questo passaggio viene eseguito nell'encoder. Nel caso di 1 bit, il Quantizer funge anche da encoder, poiché fornisce solo un'uscita binaria direttamente. Ma in un sistema a 4 bit a due bit leggermente più complicato, ci saranno due comparatori, che confrontano l'ingresso a 3 livelli diversi e lo quantizzano a livelli di tensione tra i 4 "quantas" accettati. Quindi, questi segnali saranno codificati con l'aiuto della logica combinatoria per far emergere 4 codici binari, ciascuno per un livello da 00 a 11.

Lo stesso concetto può essere applicato anche per ADC con risoluzioni di bit più elevate.