Что такое дифференциальный АЦП?

Чем отличается дифференциальный аналого-цифровой преобразователь от обычного АЦП?

Дифференциальный АЦП будет измерять разницу напряжения между двумя контактами (плюс и минус). Односторонний («обычный») АЦП будет измерять разницу напряжения между одним контактом и землей.

Множество дифференциальных АЦП можно настроить так, чтобы в однопроходном режиме вам удваивалось количество каналов. Например, AD7265 имеет 6 дифференциальных каналов и 12 односторонних каналов.

Обычный АЦП производит выборку входов в диапазоне от 0 В до AVcc, где AVcc часто настраивается (5 В, 2,56 В, пользовательский ввод и т. Д.).

Дифференциальный АЦП сдвигает нижний опорный сигнал с 0 В на какое-то другое значение - либо пользовательский ввод на втором аналоговом входе, либо внутренний опорный сигнал. Это полезно для измерения небольших сигналов с большим смещением постоянного тока - например, для измерения изменений 100 мВ в диапазоне 2,5-2,6 В.

Показания для напряжений ниже смещения зависят от аппаратного обеспечения - могут давать отрицательные значения, абсолютные значения или ноль.

Типичное применение - датчик нагрузки, который имеет небольшое изменение напряжения при некотором смещении постоянного тока.

Как говорили другие, он имеет два входа для каждого сигнала, один из которых вычитается из другого.

Это дает вам большее отношение сигнал / шум, потому что

• Максимальный уровень входного сигнала выше на 6 дБ
• Некоррелированный шум двух входов объединяется, чтобы быть только на 3 дБ выше
• Он устраняет любой синфазный шум. (Например, если напряжение заземления АЦП колеблется относительно земли измеряемой вещи, оба входа будут перемещаться вверх и вниз вместе, и это будет отменено. Если оба входа управляются одним и тем же операционным усилителем и некоторый шум источника питания попадает на оба выхода, которые будут отменены и т. д.)

Трудно точно сказать, о чем вы говорите, без ссылки, но я предполагаю, что вы говорите о АЦП, который имеет дифференциальный парный вход.

Дифференциальные пары - это отличные вещи, которые позволяют удвоить воспринимаемое колебание напряжения, не увеличивая подачу и не вызывая дополнительного шума. По сути дела, то, что вместо того, чтобы иметь сигнал, привязанный к земле, два провода являются полными противоположностями; когда одна линия находится на + 1,3 В, другая на -1,3 В. Напряжение между любой линией и землей составляет всего 1,3 В, но, поскольку АЦП преобразует разность напряжений этих сигналов, у вас 2,6 В.

Я предполагаю, что вы говорите о АЦП, которые дискретизируют дифференциальные сигналы.

Дифференциальные пары используются там, где вы хотите ограничить индуцированные напряжения. Ethernet и USB имеют дифференциальный сигнал. Много РФ дифференциально сигнализируется. Если вы поохотитесь в Google, вы найдете много дополнительной информации.

Еще один момент, еще не упомянутый, заключается в том, что типичный АЦП, который предназначен для разрешения сигналов 0–3 В с точностью до одного милливольта (12 бит), может иметь не намного большую точность, чем один милливольт, при попытке разрешить дифференциальный сигнал с напряжением 0,1 В, работающий на двухвольтный синфазный сигнал (например, он может иметь 8 бит полезной точности), тогда как АЦП, предназначенный для разрешения небольших дифференциальных сигналов, сможет работать намного лучше; 12-битный АЦП мог бы быть разработан для таких целей, чтобы обеспечить 12 бит полезной точности с сигналом 0,1 В без необходимости обеспечения 16 бит точности при более высоком сигнале).

Дифференциальный АЦП - это двухконтактное устройство. В принципе, он берет разницу между напряжениями на двух клеммах и преобразует ее в двоичное число, дополняющее 2. Я бы сказал, что обычно этот тип АЦП используется для сигналов, которые различаются в зависимости от GND, поскольку в принципе отрицательные преобразования имеют значение в этом контексте. Несимметричный АЦП - это устройство с одним контактом, где напряжение преобразуется в двоичное число путем сравнения его с внутренним эталоном (скажем, заземлением). Обычно они используются для датчиков, которые выдают линейное напряжение пропорционально явлению, которое они ощущают.