Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 43: Modulacja delta

Article Image
Za pomocą modulacji delta można w bardzo prosty sposób przekształcić sygnał analogowy w jednobitowy cyfrowy strumień danych. Taki strumień można równie łatwo ponownie przekształcić w odzyskany sygnał analogowy.
Toc left icon Poprzednia część
Spis treści
Następna część Toc right icon
1. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 1: Od mikroprocesorów do mikrokontrolerów 2. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 2: Układy scalone 3. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 3: Tranzystory 4. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 4: Półprzewodniki mocy 5. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 5: Diody elektroluminescencyjne (Light Emitting Diodes) 6. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 6: Transoptory 7. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 7: Monochromatyczne wyświetlacze LCD 8. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 8: Mikrofony 9. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 9: Źródła prądowe 10. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 10: Wszystko o kondensatorach 11. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 11: Ujemne sprzężenie zwrotne i historia wzmacniaczy operacyjnych 12. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 12: Tranzystory MOSFET 13. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 13: Elementy o nieliniowej rezystancji 14. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 15: Obwody mostkowe 15. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 16: Wzmacniacze jedno- i dwutranzystorowe 16. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 17: Generatory sygnału na wzmacniaczach operacyjnych 17. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 18: Czujniki Halla 18. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 19: Czujniki ciśnienia 19. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 20: Oscylatory 20. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 21: Czujniki temperatury 21. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 22: Konwersja analogowo-cyfrowa 22. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 23: Filtry dolnoprzepustowe 23. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 25: Tranzystory IGBT 24. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 26: Rezonatory i generatory kwarcowe oraz inne sposoby na stabilną podstawę czasu i częstotliwości 25. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 27: Generatory wysokiego napięcia 26. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 28: Diody LED w praktyce 27. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 30: Multimetry cyfrowe 28. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 31: Generatory funkcyjne 29. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 32: Wyładowania elektrostatyczne (ESD) 30. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 33: Ochrona przed skutkami wyładowań atmosferycznych 31. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 35: Tłumienie drgań styków 32. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 36: Szumy w układach elektronicznych 33. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 37: Szeregi Fouriera 34. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 38: Kwantyzacja 35. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 39: Upsampling w audio 36. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 40: Kompresja dźwięku MP3 37. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 41: PLL - pętla synchronizacji fazowej 38. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 42: Kompresja dźwięku PASC 39. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 43: Modulacja delta
Rozwiń cały spis treści Zwiń spis treści

Jednobitowy przetwornik ADC

Modulator delta jest szeregowym przetwornikiem analogowo-cyfrowym. Ciągle zmieniające się napięcie analogowe zostaje przekształcone w szeregowy ciąg impulsów. Szerokość impulsów nie jest jednak stała, lecz zależy od przebiegu napięcia analogowego. Gdy napięcie wejściowe rośnie, modulator delta przełącza swoje napięcie wyjściowe ze stanu „L” na „H”. Powstaje więc zbocze narastające, gdy napięcie wejściowe wzrasta. Gdy napięcie wejściowe maleje, wyjście modulatora przełącza się ze stanu „H” na „L”. Malejące napięcie wejściowe powoduje więc zbocze opadające. Jeśli napięcie wejściowe pozostaje stałe, sygnał wyjściowy modulatora delta bardzo szybko przełącza się pomiędzy stanami „L” i „H”. Powstają wtedy bardzo wąskie, symetryczne impulsy, czyli w praktyce zwykły przebieg prostokątny.

Brak konieczności stosowania układu sample-and-hold

Jedną z podstawowych cech tego systemu jest możliwość pracy bez układu sample-and-hold, w którym próbki przetwarzanego napięcia analogowego są tymczasowo przechowywane. Oznacza to, że na wejście można podać szybkozmienne napięcie analogowe, a na wyjściu modulator będzie generował ciąg stanów logicznych stanowiący cyfrowe odwzorowanie zmian napięcia wejściowego

Modulator delta wymaga jednak sygnału zegarowego, którego częstotliwość określa szybkość przetwarzania.

Schemat ideowy modulatora delta

Na poniższym rysunku przedstawiono podstawowy schemat modulatora delta. Układ jest więc bardzo prosty i składa się z szybkiego komparatora analogowego, przerzutnika typu D oraz pasywnego integratora. Integrator tworzą rezystor R1 i kondensator C1.

Podstawowy schemat modulatora delta (© 2018 Jos Verstraten)

Analogowe napięcie wejściowe jest doprowadzane do wejścia nieodwracającego komparatora. Wyjście komparatora steruje wejściem danych przerzutnika typu D. Wejście zegarowe tego układu jest sterowane zewnętrznym sygnałem impulsowym, który określa szybkość działania systemu. Wyjście przerzutnika stanowi wejście integratora. Napięcie wyjściowe integratora jest doprowadzane do wejścia odwracającego komparatora. W ten sposób powstaje układ z pętlą sprzężenia zwrotnego.

Działanie przerzutnika typu D

Działanie całego układu jest całkowicie zależne od sposobu pracy przerzutnika typu D. Ten rodzaj komórki pamięci ma wejście danych oznaczone literą D. Wyjście Q przerzutnika przyjmuje stan logiczny obecny na wejściu D w chwili pojawienia się zbocza narastającego sygnału zegarowego. Przerzutnik pozostaje w tym stanie nawet wtedy, gdy poziom logiczny na wejściu D ulegnie zmianie. Dopiero przy następnym zboczu narastającym sygnału zegarowego wyjście Q przejmuje tę zmianę.

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Toc left icon Poprzednia część
Spis treści
Następna część Toc right icon
1. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 1: Od mikroprocesorów do mikrokontrolerów 2. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 2: Układy scalone 3. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 3: Tranzystory 4. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 4: Półprzewodniki mocy 5. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 5: Diody elektroluminescencyjne (Light Emitting Diodes) 6. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 6: Transoptory 7. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 7: Monochromatyczne wyświetlacze LCD 8. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 8: Mikrofony 9. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 9: Źródła prądowe 10. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 10: Wszystko o kondensatorach 11. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 11: Ujemne sprzężenie zwrotne i historia wzmacniaczy operacyjnych 12. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 12: Tranzystory MOSFET 13. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 13: Elementy o nieliniowej rezystancji 14. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 15: Obwody mostkowe 15. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 16: Wzmacniacze jedno- i dwutranzystorowe 16. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 17: Generatory sygnału na wzmacniaczach operacyjnych 17. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 18: Czujniki Halla 18. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 19: Czujniki ciśnienia 19. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 20: Oscylatory 20. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 21: Czujniki temperatury 21. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 22: Konwersja analogowo-cyfrowa 22. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 23: Filtry dolnoprzepustowe 23. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 25: Tranzystory IGBT 24. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 26: Rezonatory i generatory kwarcowe oraz inne sposoby na stabilną podstawę czasu i częstotliwości 25. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 27: Generatory wysokiego napięcia 26. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 28: Diody LED w praktyce 27. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 30: Multimetry cyfrowe 28. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 31: Generatory funkcyjne 29. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 32: Wyładowania elektrostatyczne (ESD) 30. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 33: Ochrona przed skutkami wyładowań atmosferycznych 31. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 35: Tłumienie drgań styków 32. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 36: Szumy w układach elektronicznych 33. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 37: Szeregi Fouriera 34. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 38: Kwantyzacja 35. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 39: Upsampling w audio 36. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 40: Kompresja dźwięku MP3 37. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 41: PLL - pętla synchronizacji fazowej 38. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 42: Kompresja dźwięku PASC 39. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 43: Modulacja delta
Rozwiń cały spis treści Zwiń spis treści
Firma:
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich lipiec 2026
Udostępnij
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"