ڈیجیٹل سے اینالاگ (ڈی اے سی) ، ینالاگ سے ڈیجیٹل (اے ڈی سی) کنورٹرز کی وضاحت

TO ڈیجیٹل سے ینالاگ کنورٹر ( ڈاسیان ، ڈی / اے ، ڈی 2 اے ، یا ڈی ٹو اے ) ایک سرکٹ ہے جو ڈیجیٹل ان پٹ سگنل کو ینالاگ آؤٹ پٹ سگنل میں تبدیل کرنے کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ینالاگ سے ڈیجیٹل کنورٹر (ADC) مخالف طریقوں سے کام کرتا ہے اور ینالاگ ان پٹ سگنل کو ڈیجیٹل آؤٹ پٹ میں تبدیل کرتا ہے۔

اس مضمون میں ہم جامع بحث کرتے ہیں کہ کس طرح ڈیجیٹل سے ڈیجیٹل ، اور ڈیجیٹل کنورٹر سرکٹس کے مطابق ینالاگ ، آریگرام اور فارمولوں کا استعمال کرتے ہوئے۔

الیکٹرانکس میں ہمیں مختلف حدود اور وسعت کے ساتھ وولٹیج اور دھارے مسلسل مختلف ہوتے رہتے ہیں۔

ڈیجیٹل سرکٹس میں وولٹیج سگنل دو شکلوں میں ہوتا ہے ، یا تو ایک منطق اعلی یا منطق کم منطق کی سطح کے طور پر ، جو 1 یا 0 کی بائنری اقدار کی نمائندگی کرتا ہے۔

ڈیجیٹل کنورٹرز (اے ڈی سی) کے ینالاگ میں ، ان پٹ ینالاگ سگنل کو ڈیجیٹل طول و عرض کے طور پر پیش کیا جاتا ہے ، جبکہ ڈیجیٹل اینالاگ کنورٹر (ڈی اے سی) ڈیجیٹل طول و عرض کو ینالاگ سگنل میں تبدیل کرتا ہے۔

ڈیجیٹل سے اینالاگ کنورٹرز کیسے کام کرتے ہیں

ڈیجیٹل سے ینالاگ تبادلوں کا عمل بہت ساری مختلف تکنیکوں کے ذریعہ انجام دیا جاسکتا ہے۔

ایک معروف طریقہ مزاحمتی نیٹ ورک کا استعمال کرتا ہے ، جسے سیڑھی نیٹ ورک کہا جاتا ہے۔

سیڑھی والے نیٹ ورک کو عام طور پر 0 V یا Vref پر بائنری اقدار میں شامل آدانوں کو قبول کرنے کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے اور بائنری ان پٹ کی وسعت کے برابر آؤٹ پٹ وولٹیج فراہم کرتا ہے۔

مندرجہ ذیل اعداد و شمار 4 ان پٹ وولٹیجز کا استعمال کرتے ہوئے ایک سیڑھی کے نیٹ ورک کو ظاہر کرتا ہے ، جو ڈیجیٹل ڈیٹا کے 4 بٹس اور ڈی سی وولٹیج آؤٹ پٹ کی نمائندگی کرتا ہے۔

آؤٹ پٹ وولٹیج ڈیجیٹل ان پٹ ویلیو کے متناسب ہے جیسا کہ مساوات کے ذریعہ اظہار کیا گیا ہے:

مندرجہ بالا مثال کو حل کرنے سے ہمیں مندرجہ ذیل آؤٹ پٹ وولٹیج ملتا ہے۔

جیسا کہ ہم دیکھ رہے ہیں ، 0110 کا ایک ڈیجیٹل ان پٹ_دو6 V کے مطابق پیداوار میں تبدیل ہوجاتا ہے۔

سیڑھی والے نیٹ ورک کا مقصد 16 ممکنہ بائنری طول و عرض کو تبدیل کرنا ہے
0000 سے 1111 کے ذریعہ V کے وقفوں سے وولٹیج کی 16 مقدار میں سے کسی ایک میں_ریفری/ 16۔

لہذا ، زیادہ سیڑھی والی اکائیوں کو شامل کرکے ، اور ہر قدم کے ل for اعلی مقدار کو پورا کرنے کے ل more ، زیادہ ثنائی آدانوں پر عملدرآمد ممکن ہے۔

مطلب ، فرض کریں اگر ہم 10 مرحلہ سیڑھی والے نیٹ ورک کا استعمال کرتے ہیں تو ، وولٹیج مرحلہ کی مقدار یا قرارداد کو V میں بڑھا سکتے ہیں_ریفری/ دو¹⁰یا وی_ریفری/ 1024۔ اس صورت میں ، اگر ہم ریفرنس وولٹیج V استعمال کرتے ہیں_ریفری= 10 V 10 V / 1024 ، یا 10 mV کے قریب اقدامات میں آؤٹ پٹ وولٹیج تیار کرے گا۔

اس طرح ، سیڑھی کے مزید مراحل کی زیادہ تعداد میں اضافے سے ہمیں تناسب سے زیادہ قرارداد ملے گی۔

عام طور پر ، کے لئے n سیڑھی قدموں کی تعداد ، اس کی نمائندگی مندرجہ ذیل فارمولے کے ذریعہ کی جاسکتی ہے۔

وی_ریفری/ دوⁿ

ڈی اے سی بلاک ڈایاگرام

ذیل کی شکل میں سیڑھی والے نیٹ ورک کا استعمال کرتے ہوئے ایک معیاری DAC کے بلاک ڈایاگرام کو دکھایا گیا ہے ، جس کا حوالہ R-2R سیڑھی ہے۔ اسے ریفرنس موجودہ ماخذ اور حالیہ سوئچز کے درمیان بند دیکھا جاسکتا ہے۔

موجودہ سوئچز بائنری سوئچ کے ساتھ جڑے ہوئے ہیں ، جس سے ان پٹ بائنری ویلیو کے متناسب آؤٹ پٹ پیدا ہوتا ہے۔

بائنری آدانوں میں سیڑھی کی متعلقہ ٹانگیں ٹوگل ہوجاتی ہیں ، جس سے ایک موجودہ پیداوار قابل ہوجاتی ہے جو موجودہ حوالہ کی ایک وزن دار مقدار ہے۔

اگر ضرورت ہو تو ، نتائج کو ینالاگ آؤٹ پٹ کی طرح تشریح کرنے کے لئے مزاحم کو آؤٹ پٹس کے ساتھ جوڑا جاسکتا ہے۔

ینالاگ سے ڈیجیٹل کنورٹرز کیسے کام کرتے ہیں

اب تک ہم نے بحث کی ہے کہ ڈیجیٹل کو ینالاگ سگنل میں کیسے تبدیل کیا جا، ، اب آئیے سیکھیں کہ اس کے برعکس کیسے کریں ، یہ ینالاگ سگنل کو ڈیجیٹل سگنل میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ ایک معروف طریقہ کار کے ذریعے نافذ کیا جاسکتا ہے جسے ڈبل ڈھلوان طریقہ .

درج ذیل اعداد و شمار معیاری ڈبل ڈھال ADC کنورٹر کے لئے بلاک ڈایاگرام کو ظاہر کرتا ہے۔

یہاں ، مطلوبہ مطابق ان پٹ سگنل کو انٹیگریٹر میں منتقل کرنے کے لئے ایک الیکٹرانک سوئچ لگایا جاتا ہے ، جسے ریمپ جنریٹر بھی کہا جاتا ہے۔ یہ ریمپ جنریٹر ایک اہلیت کی شکل میں ہوسکتا ہے جس میں لکیری ریمپ تیار کرنے کے لئے مستقل کرنٹ لگایا جاتا ہے۔ یہ انسدادی مرحلے کے ذریعہ مطلوبہ ڈیجیٹل تبادلوں کی تیاری کرتا ہے جو انٹیگریٹر کے مثبت اور منفی ڈھلوان وقفوں دونوں کے لئے کام کرتا ہے۔

طریقہ مندرجہ ذیل تفصیل سے سمجھا جاسکتا ہے:

کاؤنٹر کی پوری پیمائش کی حد مقررہ وقت کے وقفے کا فیصلہ کرتی ہے۔ اس وقفہ کے لئے انٹیگریٹر پر لاگو ان پٹ اینالاگ وولٹیج کے سبب تقابلی ان پٹ وولٹیج کچھ مثبت سطح پر آجاتا ہے۔

مذکورہ خاکہ کے (ب) حصے کا حوالہ دیتے ہوئے ، یہ ظاہر کرتا ہے کہ مقررہ وقت کے وقفہ کے آخر میں انٹیگریٹر سے وولٹیج ان پٹ وولٹیج سے زیادہ ہے جو وسعت میں بڑا ہے۔

جب مقررہ وقت کا وقفہ ختم ہوجائے تو ، گنتی 0 پر سیٹ ہوجاتی ہے ، جو الیکٹرانک سوئچ کو انٹیگریٹر کو ایک مقررہ ریفرنس ان پٹ وولٹیج کی سطح سے جوڑنے کا اشارہ کرتا ہے۔ اس کے بعد ، انٹیگریٹر کا آؤٹ پٹ جو کیپسیٹر کا ان پٹ بھی ہے اسے مستقل شرح سے گرنا شروع ہوتا ہے۔

اس مدت کے دوران ، کاؤنٹر پیش قدمی کرتا رہتا ہے ، جبکہ انٹیگریٹر کا آؤٹ پٹ مستقل شرح پر گرتا رہتا ہے ، جب تک کہ یہ موازنہ کرنے والا ریفرنس وولٹیج سے نیچے نہیں جاتا ہے۔ اس سے تقابلی پیداوار کو حالت تبدیل کرنے کا سبب بنتا ہے اور گنتی کو روکنے کے لئے کنٹرول منطق مرحلے کو متحرک کردیتا ہے۔

کاؤنٹر کے اندر ذخیرہ ڈیجیٹل وسعت کنورٹر کی ڈیجیٹل آؤٹ پٹ بن جاتی ہے۔

دونوں مثبت اور منفی ڈھلوان کے وقفوں کے دوران عام گھڑی اور انٹیگریٹر مرحلے کا استعمال گھڑی کی تعدد کی بہاو کو کنٹرول کرنے اور انٹیگریٹر کی درستگی کی حد کو کنٹرول کرنے کے لئے معاوضے میں ایک طرح کا اضافہ کرتا ہے۔

حوالہ ان پٹ ویلیو اور گھڑی کی شرح کو مناسب ترتیب دے کر صارف کی ترجیح کے مطابق انسداد پیداوار کو پیمانہ کرنا ممکن ہوسکتا ہے۔ اگر ضرورت ہو تو ہمارے پاس کاؤنٹر بائنری ، بی سی ڈی یا دوسرے ڈیجیٹل فارمیٹ میں ہوسکتا ہے۔

سیڑھی نیٹ ورک کا استعمال کرتے ہوئے

سیڑھی والے نیٹ ورک کا طریقہ کار کاؤنٹر اور تقابلی مراحل کا استعمال کرتے ہوئے ینالاگ سے ڈیجیٹل تبادلوں کو لاگو کرنے کا ایک اور مثالی طریقہ ہے۔ اس طریقہ کار میں ، ایک کاؤنٹر صفر سے گنتی شروع ہوتا ہے ، جو سیڑھی کے نیٹ ورک کو چلاتا ہے ، جس میں ایک قدم بڑھتی ہوئی وولٹیج تیار ہوتی ہے ، سیڑھی کی طرح ہوتی ہے (نیچے دی گئی شکل دیکھیں)۔

عمل ہر گنتی کے قدم کے ساتھ وولٹیج میں اضافہ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

ایک موازنہ کرنے والا اس بڑھتی سیڑھی والے وولٹیج پر نظر رکھتا ہے اور اس کا موازنہ ینالاگ ان پٹ وولٹیج سے کرتا ہے۔ جیسے ہی موازنہ کرنے والوں کو اینل ان پٹ کے اوپر جانے والی زینہ والی وولٹیج کا احساس ہوتا ہے ، اس کی پیداوار گنتی کو روکنے کا اشارہ کرتی ہے۔

اس مقام پر کاؤنٹر ویلیو سگنل کے ڈیجیٹل برابر ہوجاتی ہے۔

سیڑھی والے سگنل کے مراحل سے پیدا شدہ وولٹیج میں تبدیلی کی سطح کا استعمال گنتی کے بٹس کی مقدار سے ہوتا ہے۔

مثال کے طور پر 10 وی حوالہ استعمال کرنے والا 12 اسٹیج کاؤنٹر اس مرحلہ وولٹیج کے ساتھ 10 مرحلے کی سیڑھی والے نیٹ ورک کو چلائے گا۔

وی_ریفری/ دو¹²= 10 وی / 4096 = 2.4 ایم وی

اس سے 2.4 mV کی کنورژن ریزولوشن پیدا ہوگا۔ تبادلوں پر عمل درآمد کے لئے درکار وقت کاؤنٹر کے گھڑی کی شرح کے ذریعہ طے کیا جاتا ہے۔

اگر 1 میگا ہرٹز کی گھڑی کی شرح 12 اسٹیج کاؤنٹر کو چلانے کے لئے استعمال کی جاتی ہے تو ، تبادلوں کے ل for زیادہ سے زیادہ وقت یہ ہوگا:

4096 x 1 μs = 4096 μs ≈ 4.1 MS

کم سے کم تعداد میں تبدیلی جو ممکن ہے کہ ہر سیکنڈ میں مل سکتی ہے:

نہیں. تبادلوں کا = 1 / 4.1 MS ≈ 244 تبادلوں / سیکنڈ

وہ عوامل جو تبادلوں کے عمل کو متاثر کرتے ہیں

اس بات پر غور کرتے ہوئے کہ کچھ تبادلوں میں اعلی کی طلب ہوسکتی ہے اور کچھ کو کم گنتی وقت کی ضرورت پڑسکتی ہے ، عام طور پر تبادلوں کا وقت = 4.1 ملی میٹر / 2 = 2.05 ایم ایس ایک اچھی قدر ثابت ہوسکتی ہے۔

اس سے اوسطا 2 x 244 = 488 کی تعداد میں تبدیلی ہوگی۔

آہستہ آہستہ گھڑی کی شرح سے ہر سیکنڈ میں کم تبادلوں کا مطلب ہوگا۔

تعداد کے کم مراحل (کم ریزولوشن) کے ساتھ کام کرنے والے کنورٹر میں تبادلوں کی شرح زیادہ ہوگی۔

کنورٹر کی صحت سے متعلق کمپارٹر کی درستگی سے طے ہوتی ہے۔