বাহ্যিক এডিসির জন্য কেসগুলি ব্যবহার করুন


9

বেশিরভাগ মাইক্রোকন্ট্রোলার (ইউসি) এর পেরিফেরিয়াল সেটের অংশ হিসাবে অ্যানালগ টু ডিজিটাল রূপান্তরকারী (এডিসি) থাকে যা অসাধারণ কারণ এটি দুটি উপাদানকে একটি প্যাকেজে একীভূত করে। এই ADC গুলি সাধারণত ম্যাপযুক্তও নিবন্ধভুক্ত হয়, যা দ্রুত এবং সহজেই ডেটা বের করার অনুমতি দেয়।

এই শক্ত ইন্টিগ্রেশন সত্ত্বেও, আপনি এখনও বাহ্যিক এডিসিগুলি কিনতে পারেন। আমি এর জন্য বেশ কয়েকটি কেস দেখতে পাচ্ছি:

  • এডিসিকে ইউসি থেকে বিচ্ছিন্ন করা দরকার।
  • এডিসির নমুনাগুলির বিট গভীরতা ইউসির এডিসির চেয়ে বেশি হওয়া দরকার।
  • জ্ঞানের ভোল্টেজ মাইক্রোকন্ট্রোলার থেকে অনেক দূরে এবং দীর্ঘ অ্যানালগ লাইন গ্রহণযোগ্য নয়।
  • বোধের ভোল্টেজ এমন কঠোর পরিবেশে যা ইউসির জন্য উপযুক্ত নয়।
  • বাইরের এডিসির নমুনাগুলি ইউসির এডিসির তুলনায় অনেক দ্রুত।
  • কিছু নমুনার জন্য রেফারেন্স ভোল্টেজ অন্যের তুলনায় পৃথক, একাধিক ভেরেফ পিনের (এবং একাধিক বহিরাগত এডিসি) প্রয়োজন।
  • বর্তমান ইউসির পর্যাপ্ত এডিসি চ্যানেল নেই এবং একটি নতুন ইউসির লাগানো ব্যয়বহুল।
  • বাহ্যিক এডিসি ইউসির এডিসির চেয়ে কম শক্তি গ্রহণ করে (এটি বিশ্বাস করার জন্য আমার উদাহরণের প্রয়োজন হবে)।
  • এডিসি চ্যানেলগুলি একই সাথে নমুনাযুক্ত হওয়া উচিত (বিরল দৃশ্য)।
  • উত্পাদন সময় প্রোগ্রামিং ফার্মওয়্যারের ব্যয় আরও ব্যয়বহুল এডিসি অংশের ব্যয়কে ছাড়িয়ে যায় (সম্ভাবনা কম)।
  • পিসিবির স্পেস সীমাবদ্ধতা রয়েছে এবং কোনও ইউসি ফিট করতে পারে না (অসম্ভব)।

এটি সমস্ত ভাল এবং ভাল, তবে যা আমাকে বিজোড় হিসাবে আঘাত করে তা হ'ল বাহ্যিক এডিসিগুলি সাধারণত তাদের ইউসি অংশগুলির চেয়ে কিছুটা দামের হয়, তবুও সমতুল্য কার্যকারিতা সরবরাহ করে। উদাহরণস্বরূপ, আপনি একটি 12 বিট 1 এমএসপিএস এডিসি (অভ্যন্তরীণ রেফারেন্স সহ) এর সাথে EFM32Z অংশটি প্রায় about 1 ডলারে কিনতে পারবেন বা আপনি সমান 12 বিট 200ksps এডিসি প্রায় $ 3.50 (একই গতি (ইশ), তুলনামূলকভাবে একই পাওয়ার সংখ্যা, ইত্যাদি) এবং কিনতে পারবেন একই কাজটি সম্পাদন করুন (এডিসি ডেটা বের করা)।

তারপরে প্রশ্নটি দাঁড়ায়: কোনও বাধ্যতামূলক কারণগুলি কি কোনও প্রকৌশলী যখন কোনও ইউসি'র এডিসি থেকে কোনও বহিরাগত এডিসিকে পছন্দ করবেন তখন যখন একই কার্যকারিতা সম্পাদন করতে পারে?


1
সিগন্যাল প্রসেসিংয়ের মতো কিছু অ্যাপ্লিকেশন স্পেসে যুগপত নমুনা আসলে একটি দুর্দান্ত সাধারণ দৃশ্য।
জেসন আর

উত্তর:


12

যদি আপনার মাইক্রোকন্ট্রোলারের অভ্যন্তরীণ এডিসি আপনার প্রয়োজনীয় কাজটি সম্পাদন করে তবে না, বাহ্যিক এডিসিগুলির কোনও প্রয়োজন নেই। কিন্তু তারপরে, তারা কার লক্ষ্য নয়।

আপনি একটি বহিরাগত এডিসির বেশিরভাগ কারণকে কভার করেছেন তবে আরও কয়েকটি রয়েছে এবং আমার মতে এগুলি কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ:

  1. আপনার একটি পৃথক নমুনা প্রযুক্তি দরকার - উদাহরণস্বরূপ অভ্যন্তরীণ এডিসি এসএআর, তবে আপনার ডেল্টা সিগমা করা দরকার।
  2. অভ্যন্তরীণ এডিসি, কারণ এটি অভ্যন্তরীণ এবং মূল এমসিইউর মতোই ডাই শেয়ার করে, আর কখনও এমসিইউর বাকী শব্দ থেকে 100% মুক্ত হতে পারে না, সুতরাং কোনও বহিরাগত আল্ট্রা লো-শব্দ করা সম্ভব হবে
  3. আপনার মাইক্রোকন্ট্রোলার / এসসি / এফপিজিএর কোনও এডিসি নেই। দ্বিতীয়টি সম্ভবত সম্ভবত - বেশিরভাগ সাধারণ এসসি এবং এফপিজিএগুলিতে কোনও এডিসি নেই। হ্যাঁ, আপনি যা করতে পারেন তা পেতে পারেন তবে অনেকে তা করেন না। সুতরাং আপনি একটি বহিরাগত এক যোগ করুন।

পয়েন্ট 3 এর জন্য, উদাহরণস্বরূপ রাস্পবেরি পাই নিন। এটির কোনও এডিসি উপলব্ধ নেই, আপনাকে কোনও বাহ্যিক কোনও কাজ করার জন্য একটি বাহ্যিক যুক্ত করতে হবে।


এখন এটি আকর্ষণীয়। যখন আওয়াজ আসে, বাহ্যিক এডিসি পাওয়ার পরিবর্তে, উচ্চ বিট-গভীরতার ইউসি এডিসি পেয়ে এবং নমুনা ফলাফলের নূন্যতম উল্লেখযোগ্য বিট উপেক্ষা করে একই ফলাফল অর্জন করা যায় (এটি স্পষ্টতই ধরে নিয়েছে যে অতিরিক্ত রূপান্তর সময় থেকে অতিরিক্ত বিট একটি প্রতিবন্ধক ফ্যাক্টর নয়)।
TRISABS

3
সত্য-সত্য সংকেত প্রক্রিয়াকরণ কেবলমাত্র এমন প্রক্রিয়াগুলি থেকে শোনায় সহায়তা করতে পারে যা নমুনার সময় থেকে পৃথক (এবং এইভাবে "এলোমেলো" শব্দটি অবদান রাখে)। একটি প্রসেসর সিস্টেমে বেশিরভাগ আওয়াজ পাওয়ার-সরবরাহ এবং গ্রাউন্ড লোডিংয়ের পরিবর্তনের ফলস্বরূপ হবে যা কিছুটা নমুনা প্রক্রিয়াটির সাথে সংশ্লেষিত হয়; এগুলি এড়ানোর একমাত্র উপায় হ'ল এডিসির নিজস্ব বিচ্ছিন্ন সরবরাহ রেল ব্যবহার করা। নোট করুন যে সম্পূর্ণ বিচ্ছিন্নতা প্রয়োজনীয় নয়, যেহেতু অনেক এডিসি সহজেই এনালগ এবং ডিজিটাল ভিডিডি / ভিএসএসের মধ্যে 100 মিভি বা আরও সহ্য করতে পারে।
সুপারক্যাট

9

বাহ্যিক এডিসির পক্ষে আরও কয়েকটি কারণ:

  1. অনেকগুলি বাহ্যিক এডিসি অংশে ডিফারেন্সিয়াল ইনপুট অন্তর্ভুক্ত থাকে, যখন মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলির অন্তর্নির্মিত রূপান্তরগুলি প্রায়শই থাকে না। যে ক্ষেত্রে ইনপুটগুলির প্রচুর প্রচলিত শব্দ রয়েছে, এটি খুব গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে।

  2. অনেকগুলি বাহ্যিক এডিসি অংশগুলিতে রূপান্তরকারী নিজে থেকেই আগে একটি পরিবর্ধক পর্যায় অন্তর্ভুক্ত করে, এইভাবে কনভার্টারটিকে সরাসরি একটি উচ্চ-প্রতিবন্ধী সংকেত পরিমাপ করতে দেয়। অনেক মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলিতে, কোনও ইনপুট সিগন্যালের নমুনা দেওয়ার বিষয়টি এটিকে বিরক্ত করতে পারে। ইনপুট সিগন্যালের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে, সঠিক পরিমাপ করার জন্য অধিগ্রহণের সময়টি এটি ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করতে পারে।

  3. কোনও অভ্যন্তরীণ এডিসি বারো বিট প্রশস্ত থাকলেও এর অর্থ সাধারণত এটি হয় না যে এটি 4096-এ এক অংশের কাছে সঠিকভাবে পড়ে।

একটি এডিসিকে একটি মাইক্রোকন্ট্রোলারের সাথে সংহত করা সহজ। একটি ভাল এডিসি সংহত করা আরও শক্ত। অনুমান করুন যা বেশি সাধারণ।


1
সার এডিসি চার্জ ইনজেকশন থেকে খানিকটা ক্ষতিগ্রস্থ হয়, কারণ মুহূর্তের সাথে ইনপুটটিতে স্যাম্পলিং ক্যাপাসিটার অ্যারে সংযুক্ত করে যা মাপা হচ্ছে তা ব্যাহত করে। যদি ইনপুট উত্সটি পর্যাপ্ত পরিমাণে পুনরুদ্ধার না করে তবে এটি পরিমাপের ত্রুটির কারণ ঘটায়। আরও রেজোলিউশনের জন্য সাধারণত বৃহত্তর অভ্যন্তরীণ স্যাম্পলিং ক্যাপাসিটেন্স প্রয়োজন। ডেল্টা-সিগমা রেজোলিউশন কেবলমাত্র একটি ডিজিটাল কাউন্টার বাড়ানোর উপর নির্ভর করে। (যদিও ভাল উচ্চ-রেজোলিউশন INL / DNL চশমা অর্জন করা তুচ্ছ নয়))
মার্কু

@ সুপের্যাট: রূপান্তরটির অংশ হিসাবে আমি কখনও একটি পরিবর্ধক পর্যায়টি বিবেচনা করি নি। এটি আকর্ষণীয় সার্কিট স্যাম্পলিংয়ের উপায়গুলি খোলে।
TRISABS

2
@ মারকু: আমি কয়েকটি সার্কিটে চার্জ-ইনজেকশন ইস্যুটি পর্যবেক্ষণ করেছি। কৌতূহলজনকভাবে, কিছু রূপান্তরকারী পূর্ববর্তী নমুনা মানের দিকে ইনপুটটি চার্জ করার চেষ্টা করে বলে মনে হয় (যে কোনও ইনপুট থেকে সর্বশেষ নমুনা দেওয়া হয়েছিল), কেউ কেউ এটি শূন্যের দিকে চার্জ করার চেষ্টা করে, এবং কমপক্ষে একজন মনে হয় নির্বিচারে ("এলোমেলোভাবে") এটি উচ্চতর দিকে চার্জ করে বা লো ভোল্টেজ যা আমি বরং বিরক্তিকর বলে মনে করি। আমি বুঝতে পারছি না যে একটি অংশ কেন পরবর্তীকালে করবে; এমনকি যদি এটি কোনও কিছুর প্রতি চার্জ করতে হয় তবে শূন্যের দিকে ধারাবাহিকভাবে চার্জ করা কিছু "এলোমেলো" মানের দিকে চার্জ করার চেয়ে ভাল।
সুপারক্যাট

4

কিছু বাহ্যিক এডিসি থাকার আরেকটি কারণ: এগুলি অভ্যন্তরীণ এডিসি সহ মাইক্রোগুলির চেয়ে অনেক বেশি দীর্ঘ ছিল এবং অনেকগুলি পণ্যের নকশাকৃত। সম্ভবত 20 বা 30 বছর বেশি লম্বা। (সম্ভবত এটি সংযুক্ত SOIC অংশের ক্ষেত্রে নয়, যদিও এটি কোনও ক্লাসিক অংশের আধুনিকায়ন ডাই-সঙ্কুচিত ভিন্নতা হতে পারে)

যেখানে এডিসির উচ্চতর রেজোলিউশন, নির্ভুলতা বা গতি নেই, তবুও একটি প্রিমিয়াম দামের আদেশ দেয়, এটি কারণ হতে পারে।

এমনকি নতুন ডিজাইনের ক্ষেত্রে নতুন অংশের চারপাশে পুনরায় ইঞ্জিনিয়ারের পরিবর্তে ভাল কাজ করা ব্লকগুলি পুনরায় ব্যবহার করা ভাল ( এই পুনর্নবীকরণ ব্যয়বহুল হতে পারে; পরীক্ষা এবং নিয়ন্ত্রক অনুমোদনের প্রক্রিয়া, আরও অনেক কিছু।

এখন আপনি যদি স্ক্র্যাচ থেকে শুরু করেন এবং আপনার নির্বাচিত মাইক্রোকন্ট্রোলারের কাছে আপনার প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য পর্যাপ্ত এডিসি চ্যানেল রয়েছে, উপরের কোনওটিই প্রযোজ্য না।


2

আমি বুঝতে পারি এটি একটি খুব পুরানো প্রশ্ন, তবে এটি এমন একটি প্রশ্ন যা আমরা অভ্যন্তরীণভাবে বেশ ঘন ঘন বিতর্ক করি।

আপনি ঠিক বলেছেন, বাহ্যিক সংস্করণটি ঠিক কার্যকরীভাবে সমতুল্য হলে বাহ্যিক এডিসি নির্বাচন করা অস্বাভাবিক হবে । যাইহোক, আমার অভিজ্ঞতা হিসাবে, কম দামের মাইক্রোগুলির কাছে সাধারণত তাপমাত্রা প্রবাহ, কম বিট গণনা (10 - 12 বিট) এবং ভিসিসির শব্দ (কিছু ক্ষেত্রে +/- 20 এমভি) সহ বেশ লঘু এডিসি থাকে ... যদিও বিপরীতটি সত্য হতে পারে। .. যদি আপনি অতিরিক্ত নমুনা ও শব্দ উপস্থিত থাকেন তবে আপনি এস / এন উন্নত করতে পারেন। আমাদের পণ্য বিকাশের ক্রিয়াকলাপগুলিতে এটির মধ্যে উপস্থিত এডিসির মানের উপর নির্ভর করে আমাদের এমসিইউ নির্বাচনকে ভিত্তি করে দেওয়া খুব বিরল। সাধারণত এটি সরঞ্জামচেইন, ব্যয়, প্রচলিত ফার্মওয়্যার ইত্যাদি সম্পর্কে অভ্যন্তরীণ এডিসি সাধারণত ব্যাটারির ভোল্টেজ পড়ার মতো অ-সমালোচিত কাজে সীমাবদ্ধ থাকে।

বিভিন্ন মাইক্রোগুলির সাথে, শেয়ার্ড টাইমারগুলির সাথে সমস্যাগুলিও থাকতে পারে যা দ্রুত নমুনার সময়গুলির জন্য একচেটিয়াকরণ করা প্রয়োজন, তবে এডিসির একচেটিয়াকরণ করার সময় এমসিইউতে (সফ্টওয়্যার সিরিয়াল পোর্টস, আইএসআর ইত্যাদি) হস্তক্ষেপ করুন।

এছাড়াও, ভিআরইএফ কি? আপনি যদি ভিসিসিকে ফার্মওয়্যার হিসাবে একটি রেফারেন্স হিসাবে ব্যবহার করছেন, এমনকি যদি আপনি "বাস্তব" ভিসিসির কাছে ক্রমাঙ্কন করেন তবে এই মানটি অপারেশন চলাকালীন বেশ নাটকীয়ভাবে ওঠানামা করতে পারে। আপনার যদি বৃহত ক্ষণস্থায়ী বর্তমান ব্যবহারের সাথে বোর্ডের উচ্চ-বর্তমান ডিভাইস (রেডিও, ওয়াইফাই, এমসিইউ ইত্যাদি) থাকে তবে ভিসিসি ট্রান্সমিশনের সময় 4.8 ভোল্টে ডুবতে পারে এবং যদি আপনার উইন্ডোর সময় নমুনা দেখা দেয় এবং আপনি নির্লজ্জভাবে 0-1023 রূপান্তর করতে পারেন ADC_VAL / 1023 * 5.0 সহ ভোল্টেজের এডিসি পড়ার মান - আপনি নির্ভুলতার পুরো 200mV হারিয়েছেন। বা, আপনার যদি আলাদা পাওয়ার মোড থাকে (ইউএসবি, ওয়াল ওয়ার্ট, ব্যাটারি) - এমসইউতে ভিসিসি পরিবর্তন করতে পারে (বিশেষত ইউএসবি সহ)। বাহ্যিক এডিসিগুলি (এমনকি একই বিট গণনা সহ) ভিসিসির ওঠানামাতে রক কঠিন অভ্যন্তরীণ ভিরেফ সরবরাহ করতে পারে।

রেজোলিউশন বেশ গুরুত্বপূর্ণ। আমি কল্পনা করি যে রেজোলিউশনের 10-12 বিটগুলির জন্য কিছু ব্যবহার রয়েছে (বাস্তব বিশ্বে) তবে কোনও ধরণের বাস্তব-বিশ্ব অ্যাপ্লিকেশনের জন্য (গ্যাস সনাক্তকরণ, অ্যাকোস্টিক পরিমাপ, অ্যাক্সিলোমিটার পরিমাপ, নির্ভুল তাপমাত্রা পরিমাপ ইত্যাদি) 16-বিট সাধারণত শব্দ এবং রেজোলিউশন বৈশিষ্ট্যের পর্যাপ্ত সংকেত অর্জনের সর্বনিম্ন রেজোলিউশন। এমনকি সত্যই চমৎকার 32-বিট এমসিইউ যেমন আটেলের এসএএমডি 12-বিট অভ্যন্তরীণ এডিসিগুলিতে সীমাবদ্ধ।

ক্লক জিটারটিও একটি সমস্যা এবং অন্যান্য 8-বিট মাইক্রোকে 12-বিট প্রশস্ত পাঠদানের প্রয়োজন হয় এবং একটি 12-বিট মান হ'ল কমপক্ষে 2 ঘড়ি চক্রের প্রয়োজন হয় যা সত্য নাও হতে পারে একটি বাহ্যিক এডিসি সহ (যেহেতু তারা অভ্যন্তরীণ দোলক থাকতে পারে)।

এমনও সময় আছে যখন আপনার ট্রান্সডুসারের সাথে শারীরিক সান্নিধ্য এবং এমসিইউ থেকে বিচ্ছিন্নতা গুরুত্বপূর্ণ। কিছু সংবেদনশীল ট্রান্সডুসারগুলির নিজস্ব কন্ডিশনার শক্তি, বিচ্ছিন্ন স্থল বিমান এবং 0.01% প্যাসিভ সহ অত্যন্ত সংবেদনশীল ট্রান্সিম্পিড্যান্স হেলিকপ্টার এসএমএস প্রয়োজন require

কখনও কখনও অভ্যন্তরীণ এডিসি ব্যবহারের বাধ্যতামূলক কারণগুলি রয়েছে। ডিএমএর একটি কারণ ... নমুনার হার আরেকটি another ওভারস্যাম্পলিংয়ের সহজতা আরেকটি। উচ্চ তথ্য হারে বহিরাগত এডিসি ইন্টারফেসিং প্রচুর মূল্যবান মাল্টিপ্লেক্সড আই / ও পিন খায় এবং আরও জটিল ডিজাইনের জন্য তৈরি করতে পারে। এছাড়াও, আমরা যে সমস্ত এডিসি ব্যবহার করেছি সেগুলির অনেকগুলি আই 2 সি ভিত্তিক, সুতরাং আই 2 সি বাসের গতি দ্বারা নমুনার হার খুব সীমাবদ্ধ। এমনকি 1 এমবিট / সেকেন্ডে, একটি 16-বিট পড়া একটি বেদনাদায়ক দীর্ঘ সময় নেয়।


এটি দুর্দান্ত অন্তর্দৃষ্টি! যেহেতু বছরগুলি চলে গেছে (এবং আমার অভিজ্ঞতা বেড়েছে) আমাকে একমত হতে হবে: অভ্যন্তরীণ এমসিইউ এর এডিসিগুলি বরং লম্পট হতে পারে।
TRISABS
আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.