Qu'est-ce qu'un ADC différentiel?


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En quoi un convertisseur analogique-numérique différentiel diffère-t-il d'un CAN standard?

Réponses:


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Un ADC différentiel mesurera la différence de tension entre deux broches (les entrées plus et moins). Un ADC asymétrique ("normal") mesurera la différence de tension entre une broche et la masse.

De nombreux ADC différentiels peuvent être configurés pour vous donner deux fois plus de canaux en mode asymétrique. Par exemple, l'AD7265 possède 6 canaux différentiels et 12 canaux asymétriques.


J'aurais probablement dû dire la moitié du nombre de canaux en mode différentiel :) J'ai ajouté l'exemple AD7265 à ma réponse d'origine. Il existe également divers systèmes MUX + ADC (AD363 + AD364) qui ont 16 entrées asymétriques ou 8 entrées différentielles.
jluciani

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C'est bizarre pour moi. Pourquoi voudriez-vous jamais utiliser deux ADC pour faire le travail d'un? L'aspect différentiel pourrait simplement être géré par un ampli-op beaucoup moins cher.
endolith

Les ADC à double entrée sont pratiques pour les moments où vous devez échantillonner deux signaux exactement en même temps tout en limitant le nombre de pièces, la taille et la puissance. Un exemple d'application est l'audio stéréo.
Mike DeSimone

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Quant à la conversion d'une entrée différentielle en asymétrique avant qu'elle n'atteigne l'ADC: un ADC d'entrée différentielle peut faire un bien meilleur travail de réjection en mode commun que la version à amplificateur externe, car il n'a pas d'étage asymétrique pour capter le bruit avec, et peut être calibré pour minimiser le décalage en usine. Enfin, une entrée différentielle peut vous donner 6 dB de gain sur une entrée asymétrique, car chaque branche de la paire peut parcourir toute la plage de tension d'entrée (par exemple, avec un rail unique de 5 V, vous pouvez échantillonner de -5 V à 5 V, pas seulement 0 à 5 V).
Mike DeSimone

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Ceci est analogue à votre oscilloscope à double trace qui vous donne deux traces asymétriques (en utilisant le clip de masse de chaque sonde) ou une seule trace différentielle avec les deux sondes (mode X - Y, motifs ignorés).
Kaz

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Un ADC régulier échantillonne ses entrées dans la plage 0V à AVcc, où AVcc est souvent configurable (5V, 2,56V, entrée utilisateur, etc.).

Un CAN différentiel décale la référence inférieure de 0 V à une autre valeur - soit une entrée utilisateur sur une deuxième entrée analogique, soit une référence interne. Ceci est utile pour mesurer de petits signaux qui ont un grand décalage CC - par exemple, mesurer des changements de 100 mV dans la plage 2,5-2,6 V.

Les lectures pour des tensions inférieures à l'offset dépendent du matériel - peuvent donner des lectures négatives, des valeurs absolues ou zéro.

Une application typique est dans une cellule de charge qui a un petit changement de tension à un certain décalage CC.


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Comme d'autres l'ont dit, il possède deux entrées pour chaque signal, dont l'une est soustraite de l'autre.

Cela vous donne plus de rapport signal / bruit car

  • Le niveau d'entrée maximal est 6 dB plus élevé
  • Le bruit non corrélé des deux entrées se combine à seulement 3 dB de plus
  • Il annule tout bruit en mode commun. (Si la tension de masse de l'ADC fluctue par rapport à la masse de la chose mesurée, par exemple, les deux entrées se déplaceront de haut en bas ensemble, et cela sera annulé. Si les deux entrées sont toutes deux pilotées par le même ampli opérationnel) et une partie du bruit de son alimentation pénètre dans les deux sorties, ce qui sera annulé. etc.)

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Il est difficile de dire exactement de quoi vous parlez sans référence, mais je suppose que vous parlez d'un ADC qui a une entrée de paire différentielle.

Les paires différentielles sont des choses astucieuses qui vous permettent de doubler l'oscillation de tension perçue sans augmenter l'alimentation et induire un bruit supplémentaire. Ce qui se passe essentiellement, c'est qu'au lieu d'avoir un signal référencé à la masse, les deux fils sont totalement opposés; lorsqu'une ligne est à + 1,3V, l'autre est à -1,3V. La tension de l'une ou l'autre ligne à la terre n'est que de 1,3 V, mais comme l'ADC convertit la différence de tension sur ces signaux, vous disposez de 2,6 V.

Je suppose que vous parlez d'ADC qui échantillonnent des signaux différentiels.

Les paires différentielles sont utilisées partout où vous souhaitez limiter les tensions induites. Ethernet et USB sont tous deux signalés différentiellement. Beaucoup de RF sont signalés de manière différentielle. Si vous faites de la chasse sur Google, vous trouverez BEAUCOUP d'informations supplémentaires.


La signalisation différentielle réduit la quantité d'interférences émises dans d' autres choses. Les lignes symétriques avec entrées différentielles réduisent la quantité d'interférences captées par d' autres choses. Ils sont généralement combinés, mais ils ne doivent pas nécessairement l'être.
endolith

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Eh bien, si vous êtes du côté récepteur d'une paire différentielle, vous le faites pour l'immunité au bruit. Si vous êtes du côté de la transmission, vous le faites généralement pour les émissions et / ou l'immunité au bruit. Je suppose que je n'ai pas été assez clair.
akohlsmith

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Un autre point non encore mentionné est qu'un ADC typique conçu pour résoudre des signaux de 0-3 volts avec une précision d'un millivolt (12 bits) pourrait ne pas avoir beaucoup mieux qu'une précision d'un millivolt lors de la tentative de résolution d'un signal différentiel de 0,1 vol sur un un signal en mode commun à deux volts (par exemple, il pourrait avoir 8 bits de précision utile), alors qu'un ADC conçu pour résoudre de petits signaux différentiels serait en mesure de fonctionner beaucoup mieux; un CAN 12 bits pourrait être conçu à ces fins pour fournir 12 bits de précision utile avec un signal de 0,1 volt sans avoir à être conçu pour fournir 16 bits de précision sur un signal plus important).


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Un ADC différentiel est un appareil à deux terminaux. En principe, il prend la différence entre les tensions sur les deux bornes et la convertit en un nombre binaire complémentaire à 2. Je dirais qu'il est courant de voir ce type d'ADC utilisé pour des signaux qui varient autour de GND, car en principe, les conversions négatives ont un sens dans ce contexte. Un ADC asymétrique est un appareil à une borne, où la tension est convertie en un nombre binaire en la comparant à une référence interne (disons la masse). Ils sont généralement utilisés pour les capteurs qui ont émis une tension linéaire proportionnelle au phénomène qu'ils détectent.


Juste pour clarifier que ce qu'un ADC produit en tant que données numériques est indépendant de la mise en œuvre des circuits analogiques. Par exemple, le TI ADS8519 est un ADC différentiel qui permet à l'utilisateur de choisir soit une sortie binaire droite, soit une sortie complément à deux.
spade78

@ spade78 je présume par "binaire droit" vous voulez dire "binaire non signé", non?
vicatcu

Pas tellement signé ou non signé, plus comme la façon dont les codes binaires sont mappés aux tensions. Le binaire droit est défini dans l'ADS8519 comme le binaire 0 étant mappé au rail négatif, le binaire 32768 représente 0 V et le binaire 65535 (c'est un périphérique 16 bits) est mappé au rail positif.
spade78

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Certains appareils vous permettent de choisir l'encodage, généralement entre signé et non signé. Fait amusant: tout ce qu'ils font habituellement, c'est inverser le bit haut.
Mike DeSimone
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