Kalkulator Resolusi ADC

Lebokake bit lan tegangan referensi ADC kanggo nemokake ukuran undhakan, kasalahan kuantisasi, lan SNR ideal, ngonversi antaraning volt lan kode, sarta maca saben langkah substitusi.

Konverter lan rentang

Angka wutuh saka 1 nganti 32 — ambane bit nominal konverter.
Rentang input

Titik pangukuran (opsional)

Kothongake yen ora pengin nindakake pangukuran.

Pira bit sing panjenengan butuhake? (opsional)

Ukuran undhakan lan swara

Ukuran undhakan LSB

—

Rumus lan substitusi

LSB = FSR ÷ 2ᴺ · kasalahan maks = ½ LSB · SNR = 6.02N + 1.76 dB

    Lebokake bit lan tegangan referensi kanggo ndeleng ukuran undhakan.

    Saben angka sing panjenengan lebaken tetep ing browser iki — mboten wonten sing dipununggah.

    FAQ

    Yagene sawetara sumber mbagi nganggo 2^N lan liyane mbagi nganggo 2^N − 1?

    Iku rong model sing beda saka konverter sing padha. Lembar data lan teori kuantisasi klasik nemtokake LSB = FSR ÷ 2^N, kanthi transisi kode kapisan ana ing setengah undhakan — yaiku model sing digunakake ing kaca iki. Wangun Vref ÷ (2^N − 1) asale saka pemetaan kode paling dhuwur pas ing Vref, sing umum digunakake ing tutorial mikrokontroler. Ing 12 bit, kalorone beda udakara 0.02%, adoh ing sangisore toleransi referensi nyata; sing penting aja nyampurake kalorone nalika mriksa angka saka macem-macem sumber.

    Apa resolusi 12-bit tegese akurasine uga 12-bit?

    Mboten. Resolusi iku mung ambane kode — sepira nggone rentang kasebut dipérang-pérang. Akurasi diwatesi dening INL lan kasalahan offset/gain saka konverter, toleransi lan swara referensi, sarta sirkuit ing saubengé. Mulane lembar data nyebutake ENOB: SAR 12-bit biasane mung ngasilake 10–11 bit efektif. SNR ideal 74 dB sing dituduhake ing kene yaiku wates ndhuwur sing ora bakal bisa digayuh dening konverter 12-bit nyata.

    Kepiye input ±Vref ngowahi petungan iki?

    Rentange tikel loro dadi 2 × Vref, saengga konverter sing padha bakal mecahake undhak-undhakan sing tikel loro luwih amba: LSB = 2 × Vref ÷ 2^N. Kode mlaku saka rel negatif menyang rel positif — kode 0 yaiku −Vref, kode tengah 2^(N−1) yaiku 0 V, lan kode paling dhuwur ana ing saandhaping +Vref kanthi selisih siji undhakan. Pilih rentang bipolar ing ndhuwur lan nol volt bakal pas ana ing kode tengah.

    Apa sing kudu daklakoni nalika ukuran undhakan LSB kakehan kasar?

    Oversampling lan rata-rata bisa nambah resolusi nalika sinyal kasebut ngandhut sethitik swara: nggawe rata-rata saka sampel sing tikel 4× luwih akeh bakal nambah udakara siji bit efektif, lan tikel 16× bakal nambah rong bit, anggone swara kasebut awujud swara putih lan ora ana korelasine — sinyal sing resik lan anteng banget mung bakal mbaleni kode sing padha. Saliyane iku, gunakake konverter sing duwe bit luwih akeh utawa tambahake penguat sing bisa diprogram (programmable-gain) supaya sinyal bisa ngebaki rentang sing luwih amba.

    Ditulis lan ditinjau dening tim editorial BroBroGo.Pungkasan dipunanyari:

    Kalkulator Resolusi ADC & LSB

    Kalkulator Resolusi ADC minangka piranti online gratis kanggo ngetung ukuran undhakan (step size), kasalahan kuantisasi, lan signal-to-noise ratio (SNR) ideal saka Analog-to-Digital Converter adhedhasar resolusi bit lan tegangan referensi. Lumantar siji antarmuka, pangguna bisa ngevaluasi rentang input unipolar utawa bipolar, ngonversi timbal-balik antaraning tegangan input lan kode digital, sarta nemtokake resolusi bit minimal sing dibutuhake kanggo mecahake owah-owahan tegangan tartamtu. Piranti iki nuduhake rumus lan substitusi matematika kanthi jangkep kanggo saben petungan, saengga pangguna bisa mriksa rumus sing digunakake lan mangerteni wates teoritis saka konverter sing diduweni.

    Saben angka sing panjenengan lebaken tetep ing browser iki — mboten wonten sing dipununggah. Kabeh petungan ditindakake kanthi lokal ing piranti pangguna.

    Cara Nemtokake Resolusi lan Akurasi ADC

    Nalika ngrancang sirkuit analog-to-digital, asring ana salah paham babagan bedane resolusi lan akurasi. Resolusi N (bit) nuduhake sepira nggone rentang input dipérang-pérang dadi bagean-bagean cilik, dene akurasi nyata ditemtokake dening maneka warna faktor liyane.

    Bedane Resolusi lan Akurasi

    Resolusi nominal nemtokake jumlah tingkatan kuantisasi sing kasedhiya. Minangka conto, ADC 12-bit nduweni 4,096 tingkatan kuantisasi. Nanging, akurasi sistem ora mung gumantung marang jumlah bit kasebut. Ing kahanan nyata, akurasi diwatesi dening kasalahan integral non-linearity (INL), differential non-linearity (DNL), kasalahan offset, kasalahan gain, sarta drift suhu. Swara saka tegangan referensi lan sirkuit driver ing bagean ngarep (front-end) uga bakal nyuda kinerja konverter, saengga bit efektif (ENOB) sing bisa digayuh biasane luwih sithik tinimbang resolusi nominale.

    Pangerten Babagan Effective Number of Bits (ENOB)

    Lembar data ADC asring nyebutake ENOB kanggo nggambarake resolusi nyata nalika ana swara (noise) lan distorsi.

    Yen ADC 12-bit nduweni swara sistem sing dhuwur, ENOB sing bisa digayuh mbokmenawa mung 10 utawa 11 bit. Iki nuduhake yen resolusi nominal (cacahing bit) iku beda karo akurasi utawa resolusi praktis konverter kasebut amarga anane swara lan distorsi sing nyuda kinerja nyata ing sangisore wates teoritis.

    Matematika ing Saben Rumus Kuantisasi

    Kalkulator iki nggunakake model kuantisasi ideal ing ngendi transisi kode kapisan dumadi ing setengah undhakan (½ LSB). Ing ngisor iki minangka rumus-rumus utama sing digunakake kanggo ngetung parameter ADC:

    Ukuran Undhakan LSB (Least Significant Bit)

    Ukuran undhakan LSB nemtokake owah-owahan tegangan paling cilik sing bisa diwakili dening siji kode digital. Rumus dhasare yaiku:

    LSB = FSR ÷ 2ᴺ

    Ing ngendi FSR minangka rentang skala kebak (Full-Scale Range) lan N minangka resolusi bit.

    Kasalahan Kuantisasi Maksimum lan Swara RMS

    Kasalahan kuantisasi maksimum ing kuantiser ideal yaiku setengah saka ukuran undhakan LSB:

    Kasalahan kuantisasi maks = ±LSB ÷ 2

    Swara kuantisasi kanthi nilai root-mean-square (rms) diitung nggunakake model swara untu gergaji (sawtooth noise model):

    Swara kuantisasi (rms) = LSB ÷ √12

    SNR Ideal lan Rentang Dinamis

    Signal-to-Noise Ratio (SNR) ideal kanggo sinyal sinus skala kebak ing sadawane bandwidth Nyquist diitung nganggo rumus:

    SNR = 6.02 × N + 1.76 dB

    Dene rentang dinamis (dynamic range) teoritis diitung nganggo rumus:

    Rentang dinamis = 6.02 × N dB

    Konfigurasi Rentang Input: Unipolar vs. Bipolar

    Cara ADC mapake tegangan input dadi kode digital gumantung marang konfigurasi rentang input sing digunakake.

    Rentang Unipolar

    Ing konfigurasi unipolar, rentang input mlaku saka 0 nganti Vref.

    • Rentang skala kebak (FSR): FSR = Vref
    • Pemetaan kode: Tegangan input 0 V dipetake menyang kode 0, lan tegangan input sing nyedhaki Vref dipetake menyang kode paling dhuwur (2^N - 1).
    • Rumus konversi tegangan menyang kode: code = round(Vin ÷ LSB)
    • Rumus konversi kode menyang tegangan: V = code × LSB

    Rentang Bipolar

    Ing konfigurasi bipolar, rentang input mlaku saka −Vref nganti +Vref, saengga bisa nampung sinyal bolak-balik (AC).

    • Rentang skala kebak (FSR): FSR = 2 × Vref
    • Pemetaan kode: Tegangan −Vref dipetake menyang kode 0, tegangan tengah 0 V dipetake menyang kode tengah (2^(N-1)), lan tegangan sing nyedhaki +Vref dipetake menyang kode paling dhuwur.
    • Rumus konversi tegangan menyang kode: code = round((Vin + Vref) ÷ LSB)
    • Rumus konversi kode menyang tegangan: V = code × LSB − Vref

    Conto Petungan Jangkep (12-Bit, 3.3 V Unipolar)

    Kanggo nggambarake carane rumus-rumus kasebut ditrapake, kita bisa nggunakake conto nilai saka tombol "Lebokake conto" ing kalkulator:

    • Resolusi N (bit): 12 bit
    • Tegangan referensi: 3.3 V
    • Rentang input: Unipolar · 0 nganti Vref

    Saka input kasebut, kalkulator bakal ngetung asil ing ngisor iki:

    1. Tingkatan kuantisasi: 2¹² = 4,096 tingkatan.
    2. Kode paling dhuwur: 4,096 - 1 = 4,095.
    3. Rentang skala kebak: FSR = 3.3 V.
    4. LSB step size: 3.3 V ÷ 4,096 ≈ 805.6641 µV (utawa udakara 0.0244% saka skala kebak / 244.14 ppm).
    5. Kasalahan kuantisasi maks (±½ LSB): ±402.832 µV.
    6. Swara kuantisasi (rms): 805.6641 µV ÷ √12 ≈ 232.5752 µV rms.
    7. SNR ideal (sinus skala kebak): 6.02 × 12 + 1.76 = 74.01 dB.
    8. Rentang dinamis: 6.02 × 12 = 72.24 dB (dituduhake minangka ≈ 72.25 dB gumantung pembulatan).

    Yen kita nindakake pangukuran ing titik tengah kanthi input tegangan 1.65 V:

    • Kode output: round(1.65 ÷ 0.0008056641) = 2,048.
    • Biner: 1000 0000 0000.
    • Heksadesimal: 0x800.
    • Tegangan kode: 2,048 × 805.6641 µV = 1.65 V.
    • Kasalahan kuantisasi: 1.65 V − 1.65 V = 0 V (amarga pas ing tengah skala, kasalahan kuantisasi dadi nol).

    Aturan Wates lan Pesen Kasalahan

    Kalkulator iki nduweni sistem validasi kanggo mesthekake kabeh input sing dilebake pangguna cocog karo watesan fisik lan matematika:

    • Input ing Sanjabarining Rel (Clipping):
      • Yen tegangan input ngluwihi wates ndhuwur, output bakal jenuh ing kode paling dhuwur lan nuduhake pesen: "Input ana ing sadhuwure rel dhuwur: output jenuh ing kode paling dhuwur, lan kasalahan sing dituduhake yaiku sisa kasalahan sing nyata — wates ±½ LSB wis ora ditrapake maneh."
      • Yen tegangan input luwih murah tinimbang wates ngisor, output bakal jenuh ing kode 0 lan nuduhake pesen: "Input ana ing saandhaping rel rendah: output jenuh ing kode 0, lan kasalahan sing dituduhake yaiku sisa kasalahan sing nyata — wates ±½ LSB wis ora ditrapake maneh."
    • Validasi Input:
      • Yen input dudu angka: "‹field›: “‹token›” dudu angka."
      • Yen resolusi ora cocog: "Resolusi kudu awujud angka wutuh antaraning 1 nganti 32 bit."
      • Yen tegangan referensi nol utawa negatif: "Tegangan referensi kudu luwih gedhe tinimbang nol."
      • Yen kode dudu angka wutuh: "Kode kudu awujud angka wutuh."
      • Yen kode ngluwihi wates: "Kode kudu antaraning 0 nganti ‹max› kanggo konverter ‹bits›-bit."
      • Yen owah-owahan target kurang saka utawa padha karo nol: "Owah-owahan paling cilik sing kudu dipecahake kudu luwih gedhe tinimbang nol."
      • Yen petungan ngluwihi wates angka komputer: "Nilai utawa asil sawetara ngluwihi wates angka sing didhukung."

    Pitakonan sing Asring Ditakonake (FAQ)

    Apa resolusi 12-bit tegese akurasine uga 12-bit?

    Mboten. Resolusi iku mung ambane kode — sepira nggone rentang kasebut dipérang-pérang. Akurasi diwatesi dening INL lan kasalahan offset/gain saka konverter, toleransi lan swara referensi, sarta sirkuit ing saubengé. Mulane lembar data nyebutake ENOB: SAR 12-bit biasane mung ngasilake 10–11 bit efektif. SNR ideal 74 dB sing dituduhake ing kene yaiku wates ndhuwur sing ora bakal bisa digayuh dening konverter 12-bit nyata.

    Kepiye input ±Vref ngowahi petungan iki?

    Rentange tikel loro dadi 2 × Vref, saengga konverter sing padha bakal mecahake undhak-undhakan sing tikel loro luwih amba: LSB = 2 × Vref ÷ 2^N. Kode mlaku saka rel negatif menyang rel positif — kode 0 yaiku −Vref, kode tengah 2^(N−1) yaiku 0 V, lan kode paling dhuwur ana ing saandhaping +Vref kanthi selisih siji undhakan. Pilih rentang bipolar ing ndhuwur lan nol volt bakal pas ana ing kode tengah.

    Yagene sawetara sumber mbagi nganggo 2^N lan liyane mbagi nganggo 2^N − 1?

    Iku rong model sing beda saka konverter sing padha. Lembar data lan teori kuantisasi klasik nemtokake LSB = FSR ÷ 2^N, kanthi transisi kode kapisan ana ing setengah undhakan — yaiku model sing digunakake ing kaca iki. Wangun Vref ÷ (2^N − 1) asale saka pemetaan kode paling dhuwur pas ing Vref, sing umum digunakake ing tutorial mikrokontroler. Ing 12 bit, kalorone beda udakara 0.02%, adoh ing sangisore toleransi referensi nyata; sing penting aja nyampurake kalorone nalika mriksa angka saka macem-macem sumber.

    Apa sing kudu daklakoni nalika ukuran undhakan LSB kakehan kasar?

    Oversampling lan rata-rata bisa nambah resolusi nalika sinyal kasebut ngandhut sethitik swara: nggawe rata-rata saka sampel sing tikel 4× luwih akeh bakal nambah udakara siji bit efektif, lan tikel 16× bakal nambah rong bit, anggone swara kasebut awujud swara putih lan ora ana korelasine — sinyal sing resik lan anteng banget mung bakal mbaleni kode sing padha. Saliyane iku, gunakake konverter sing duwe bit luwih akeh utawa tambahake penguat sing bisa diprogram (programmable-gain) supaya sinyal bisa ngebaki rentang sing luwih amba.

    Kalkulator Hukum OhmLebaken kalih nilai saking tegangan, arus, hambatan, utawi daya, lan pikantuk kalih nilai sanesipun kanthi seketika.Kalkulator Impedansi Saluran TransmisiLebokake saluran, bebane, lan frekuensi, banjur waca impedansi ing input, VSWR, lan gelombang ngadeg ing sadawane saluran, kanthi saben substitusi dituduhake.Konverter Biner/HeksadesimalKonversi angka ing antawisipun biner, heksadesimal, desimal, lan oktal — utawi owahi teks dados byte.Konverter SatuanKonversi dawa, bobot, suhu, jembar wilayah, volume, lan kacepetan antawisipun satuan menapa kemawon kanthi seketika.