W kilku słowach (
bardzo powierzchownie).
1. Metoda komparacyjna - w układzie przetwornika wbudowane są komparatory, w których na jedno z wejść podawane jest (np z drabinki rezystorowej) napięcie wzorcowe odpowiadające kolejnym poziomom u0,u0+du,u0+2du itp, na drugie napięcie wejsciowe. W wyniku porównania komparatory sterowane wzorcem poniżej Uwe są w stanie zero, pozostałe w stanie jedynki. Dalej to już jest kwestia logiki wypracowującej kod wyjściowy. Zaletą tej metody jest duża szybkość działania przetwornika, wadą duża liczba elementów (komparatorów+logika). Tego typu metody (bezpośrednie) używane są w superszybkich przetwornikach o niewielkiej długości słowa (dla wyniku n-bitowego liczba komparatorów wynosi 2^(n-1)).
2. Metody integracyjne (całkowanie, podwójne całkowanie - przetwarzanie poziomu napięcia na czas) - przy pomocy licznika cyfrowego odliczany jest czas całkowania (lub częstotliwość) napięcia mierzonego do zadanego poziomu , stosunek tego czasu do czasu całkowania wzorcowej wartości napięcia lub czas całkowania wzorca do wartości mierzonej. Zalety - możliwość osiągnięcia dużej dokładności, uśrednianie przebiegu (i szumów), wady długi czas pomiaru. Generalnie można powiedzieć, że metody te polegają na przetworzeniu napięcia na czas lub częstotliwość i zmierzeniu tej wielkości.
3. Układy sukcesywnej aproksymacji (wagowe) z przetwornikiem C/A w sprzężeniu (np. drabinka rezystorowa). W układach tych sygnał wejściowy porównywany jest w komparatorze z sygnałem wyjściowym przetwornika C/A i wynik tego porównania wykorzystywany jest do ustawiania/gaszenia kolejnych bitów (układ przemiata bity wyniku od najstarszego do najmłodszego). W efekcie po n porównaniach otrzymujemy n-bitowy wynik. Zalety - relatywnie duża prędkość, prostota części analogowej i logiki. Wad specjalnie nie ma. Są to chyba najpopularniejsze przetworniki używane między innymi w mikrokontrolerach.
4. Układy przyrostowe (sigma-delta) - przetworniki porównują na komparatorze przebieg scałkowanego sygnału wyjściowego tego samego komparatora z sygnałem wejściowym, generując kolejne bity wyniku (przyrost-spadek). Stosunkowo popularna wersja jednobitowa używana jest głównie w układach bez składowej stałej (np. sygnały audio), która w układach ciągłego całkowania mogła by ulegać przekłamaniu. Zalety - prostota konstrukcji praktycznie z niemal zerową logiką i częścią analogową. W najprostszej wersji taki przetwornik składa się z przerzutnika D i komparatora oraz generatora taktującego. Wada - duża częstotliwość próbkowania w stosunku do pasma mierzonego sygnału.
Dodatkowo w układach przetwarzania AD stosuje się różnorodne układy poprawiające jakość przetwarzania, z których najważniejszym jest układ logiki gwarantujący brak fałszywych stanów w chwili przejścia między kolejnymi wartościami. Na wejściach przetwornika często stosowane są układy próbkujące z pamięcią, gwarantujące utrzymanie poziomu mierzonego przez cały czas kwantowania. No i wreszcie w większości metod niezbędne jest użycie źródła napięcia wzorcowego.
Dopisano
Często przetwornik analogowo-cyfrowy wyposażany jest na wejściu w multiplekser sterujący klucze analogowe, które umożliwia wykorzystanie tego samego przetwornika do realizacji pomiaru wielokanałowego.
Proponuję też przejrzeć tematy
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic254477.html
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic136646.html
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic48261.html
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic236625.html
Tamże - odsyłacze do literatury.
