Was ist ein differenzieller ADC?

Ein differentieller ADC misst die Spannungsdifferenz zwischen zwei Pins (dem Plus- und dem Minuseingang). Ein unsymmetrischer ("normaler") ADC misst die Spannungsdifferenz zwischen einem Pin und Masse.

Viele differenzielle ADCs können so konfiguriert werden, dass sie im Single-Ended-Modus doppelt so viele Kanäle liefern. Zum Beispiel hat der AD7265 6 differentielle Kanäle und 12 unsymmetrische Kanäle.

Ein normaler ADC tastet seine Eingänge im Bereich von 0 V bis AVcc ab, wobei AVcc häufig konfigurierbar ist (5 V, 2,56 V, Benutzereingabe usw.).

Ein differenzieller ADC verschiebt die untere Referenz von 0 V auf einen anderen Wert – entweder eine Benutzereingabe an einem zweiten analogen Eingang oder eine interne Referenz. Dies ist hilfreich, um kleine Signale mit großem DC-Offset zu messen – z. B. das Messen von Änderungen von 100 mV im Bereich von 2,5–2,6 V.

Messwerte für Spannungen unter dem Offset sind hardwareabhängig – können negative Messwerte, Absolutwerte oder Null ergeben.

Eine typische Anwendung ist eine Wägezelle, die bei einem gewissen DC-Offset eine kleine Spannungsänderung aufweist.

Ein weiterer noch nicht erwähnter Punkt ist, dass ein typischer ADC, der für die Auflösung von 0-3-Volt-Signalen mit einer Genauigkeit von einem Millivolt (12 Bit) ausgelegt ist, möglicherweise nicht viel besser als eine Genauigkeit von einem Millivolt ist, wenn er versucht, ein 0,1-Volt-Differenzsignal aufzulösen, das auf a reitet Zwei-Volt-Gleichtaktsignal (z. B. könnte es 8 Bit nützliche Genauigkeit haben), wohingegen ein ADC, der zum Auflösen kleiner Differenzsignale ausgelegt ist, viel besser funktionieren würde; ein 12-Bit-ADC könnte für solche Zwecke entworfen werden, um 12 Bit nützliche Genauigkeit mit einem 0,1-Volt-Signal bereitzustellen, ohne dass er entworfen werden muss, um 16 Bit Genauigkeit bei einem größeren Signal bereitzustellen).

Wie andere sagten, hat es zwei Eingänge für jedes Signal, von denen einer vom anderen subtrahiert wird.

Dadurch erhalten Sie ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis, weil

• Der maximale Eingangspegel ist 6 dB höher (2 x Amplitude)
• Unkorreliertes Rauschen der beiden Eingänge zusammen nur 3 dB höher (sqrt(2) x Amplitude)
• Es unterdrückt jegliches Gleichtaktrauschen. (Wenn beispielsweise die Massespannung des ADC relativ zur Masse des zu messenden Objekts schwankt, bewegen sich beide Eingänge zusammen nach oben und unten, und dies wird aufgehoben. Wenn die beiden Eingänge beide vom selben Operationsverstärker angesteuert werden und ein Teil des Netzteilrauschens gelangt in beide Ausgänge, was ausgelöscht wird usw.)

Es ist schwer, ohne Referenz genau zu sagen, wovon Sie sprechen, aber ich vermute, dass Sie von einem ADC sprechen, der einen Differenzpaareingang hat.

Differentialpaare sind raffinierte Dinge, mit denen Sie den wahrgenommenen Spannungshub verdoppeln können, ohne die Versorgung zu erhöhen und zusätzliches Rauschen zu induzieren. Was im Wesentlichen vor sich geht, ist, dass die beiden Drähte, anstatt ein auf Masse bezogenes Signal zu haben, totale Gegensätze sind; Wenn eine Leitung auf +1,3 V liegt, liegt die andere auf -1,3 V. Die Spannung jeder Leitung gegen Masse beträgt nur 1,3 V, aber da der ADC die Differenz der Spannung dieser Signale umwandelt, haben Sie 2,6 V.

Ich nehme an, Sie sprechen von ADCs, die Differenzsignale abtasten.

Differentialpaare werden überall dort eingesetzt, wo induzierte Spannungen begrenzt werden sollen. Ethernet und USB werden beide differentiell signalisiert. Viel HF wird differentiell signalisiert. Wenn Sie bei Google suchen, finden Sie viele weitere Informationen.

Ein Differential-ADC ist ein Gerät mit zwei Anschlüssen. Im Prinzip nimmt es die Differenz zwischen den Spannungen an den beiden Anschlüssen und wandelt diese in eine 2er-Komplement-Binärzahl um. Ich würde sagen, dass diese Art von ADC häufig für Signale verwendet wird, die um GND herum variieren, da negative Konvertierungen in diesem Zusammenhang im Prinzip eine Bedeutung haben. Ein Single-Ended-ADC ist ein Gerät mit einem Anschluss, bei dem die Spannung in eine Binärzahl umgewandelt wird, indem sie mit einer internen Referenz (z. B. Masse) verglichen wird. Typischerweise werden diese für Sensoren verwendet, die eine lineare Spannung proportional zu dem Phänomen, das sie erfassen, ausgegeben haben.