ADC ရတ်ဇလူးရှင်းနှင့် LSB တွက်စက်
အန်နာလော့မှ ဒီဂျစ်တယ်သို့ ပြောင်းလဲပေးသော ကွန်ဗာတာ (Analog-to-Digital Converter - ADC) တစ်ခု၏ လုပ်ဆောင်နိုင်စွမ်းကို တိကျစွာ ဆန်းစစ်ရန်အတွက် ၎င်း၏ အခြေခံ ကန့်သတ်ချက်များကို တွက်ချက်ရန် လိုအပ်သည်။ ADC Resolution Calculator သည် ADC တစ်ခု၏ ဘစ်ရတ်ဇလူးရှင်းနှင့် ရည်ညွှန်းဗို့အားအပေါ် အခြေခံ၍ LSB အဆင့်အရွယ်အစား၊ ကွမ်တိုက်ဇေးရှင်း အမှားနှင့် စံပြ အချက်ပြလှိုင်းနှင့် ဆူညံသံ အချိုး (SNR) တို့ကို တွက်ချက်ပေးသည့် အွန်လိုင်းကိရိယာတစ်ခု ဖြစ်သည်။
ဤတွက်စက်သည် ယူနီပိုလာ (Unipolar) နှင့် ဘိုင်ပိုလာ (Bipolar) အဝင်အတိုင်းအတာ နှစ်မျိုးလုံးကို တွက်ချက်ပေးနိုင်သည့်အပြင်၊ အဝင်ဗို့အားနှင့် ဒီဂျစ်တယ်ကုဒ်များအကြား အပြန်အလှန် ပြောင်းလဲပေးနိုင်သည်။ ထို့ပြင် သတ်မှတ်ထားသော ဗို့အားပြောင်းလဲမှုတစ်ခုကို ခွဲခြားသိမြင်နိုင်ရန် လိုအပ်သည့် အနည်းဆုံး ဘစ်အရေအတွက်ကိုလည်း ရှာဖွေပေးနိုင်သည်။ တွက်ချက်မှုတိုင်းအတွက် သင်္ချာပုံသေနည်းများနှင့် ကိန်းဂဏန်း အစားထိုးတွက်ချက်ပုံ အဆင့်ဆင့်ကို တိုက်ရိုက်ပြသပေးသဖြင့် သီအိုရီဆိုင်ရာ ကန့်သတ်ချက်များကို အလွယ်တကူ စိစစ်နိုင်သည်။
သင်ထည့်သွင်းလိုက်သော ကိန်းဂဏန်းတိုင်းသည် ဤဘရောက်ဆာထဲတွင်သာ ရှိနေမည်ဖြစ်ပြီး မည်သည့်အရာကိုမျှ အပ်လုဒ်တင်မည် မဟုတ်ပါ။ တွက်ချက်မှုအားလုံးကို အသုံးပြုသူ၏ စက်ပစ္စည်းပေါ်တွင်သာ တိုက်ရိုက်လုပ်ဆောင်သည်။
အသုံးပြုနိုင်သော အဝင်တန်ဖိုးများနှင့် ရွေးချယ်စရာများ
တွက်စက်တွင် အောက်ပါ အချက်အလက်များကို ထည့်သွင်းအသုံးပြုနိုင်သည် -
- ရက်ဇိုလူးရှင်း N (ဘစ်): ၁ မှ ၃၂ အထိ ကိန်းပြည့် — ကွန်ဗာတာ၏ အမည်ခံ ဘစ်အကျယ်။
- ရည်ညွှန်း ဗို့အား: သုညထက်ကြီးသော အပေါင်းကိန်း ဗို့အားတန်ဖိုး။
- ရည်ညွှန်း ယူနစ်: ရည်ညွှန်းဗို့အားအတွက် အသုံးပြုမည့် ဗို့အားယူနစ်။
- အဝင် အတိုင်းအတာ: "ယူနီပိုလာ · ၀ မှ Vref အထိ" သို့မဟုတ် "ဘိုင်ပိုလာ · −Vref မှ +Vref အထိ" ရွေးချယ်မှု။
- ပြသမည့် ဒဿမနေရာများ: ရလဒ်များတွင် ပြသလိုသည့် ဒဿမနေရာ အရေအတွက်။
- ပြောင်းလဲရန် (တိုင်းတာမှုအမှတ် - စိတ်ကြိုက်ရွေးချယ်နိုင်သည်): "ဗို့အား → ကုဒ်" သို့မဟုတ် "ကုဒ် → ဗို့အား" ပြောင်းလဲမှုမုဒ်။
- အဝင် ဗို့အား (စိတ်ကြိုက်ရွေးချယ်နိုင်သည်): ဒီဂျစ်တယ်ကုဒ်သို့ ပြောင်းလဲလိုသော ဗို့အားတန်ဖိုး (တိုင်းတာမှုကို ကျော်သွားရန် အလွတ်ထားခဲ့နိုင်သည်)။
- ကုဒ် (ရေတွက်မှု) (စိတ်ကြိုက်ရွေးချယ်နိုင်သည်): ဗို့အားသို့ ပြောင်းလဲလိုသော ၀ မှ အမြင့်ဆုံးကုဒ်အထိ ကိန်းပြည့်တစ်ခု (ကျော်သွားရန် အလွတ်ထားခဲ့နိုင်သည်)။
- ဗို့အား ယူနစ်: အဝင်ဗို့အား သို့မဟုတ် ကုဒ်ဗို့အားအတွက် အသုံးပြုမည့် ယူနစ်။
- ခွဲခြားရန် အသေးငယ်ဆုံး အပြောင်းအလဲ (စိတ်ကြိုက်ရွေးချယ်နိုင်သည်): လိုအပ်သော ဘစ်ရတ်ဇလူးရှင်းကို တွက်ချက်ရန်အတွက် ပစ်မှတ်ဗို့အားအဆင့်။
- အဆင့် ယူနစ်: ခွဲခြားရန် အသေးငယ်ဆုံး အပြောင်းအလဲအတွက် အသုံးပြုမည့် ယူနစ်။
အသုံးပြုသူများသည် "နမူနာကို ထည့်သွင်းရန်" ခလုတ်ကို နှိပ်၍ စံနမူနာတန်ဖိုးများကို အလွယ်တကူ ဖြည့်သွင်းနိုင်ပြီး "ရှင်းလင်းရန်" ခလုတ်ဖြင့် ထည့်သွင်းချက်များကို ပြန်လည်ရှင်းလင်းနိုင်သည်။
တွက်ချက်မှုဆိုင်ရာ ပုံသေနည်းများနှင့် အစားထိုးတွက်ချက်မှု
တွက်စက်သည် စံပြ ကွမ်တိုက်ဇာ မော်ဒယ်ကို အသုံးပြုထားပြီး ပထမဆုံး ကုဒ်ကူးပြောင်းမှုကို အဆင့်ဝက် (½ LSB) တွင် ထားရှိသည်။ ၎င်းတွင် အသုံးပြုထားသော သင်္ချာပုံသေနည်းများနှင့် အစားထိုးတွက်ချက်ပုံများမှာ အောက်ပါအတိုင်း ဖြစ်သည် -
အဆင့်အရွယ်အစားနှင့် ဆူညံသံ
- ကွမ်တိုက်ဇေးရှင်း အဆင့်များ: အဆင့်များ = 2^N
- အပြည့်အဝစကေး အတိုင်းအတာ (FSR):
- ယူနီပိုလာအတွက်: FSR = Vref
- ဘိုင်ပိုလာအတွက်: FSR = 2 × Vref
- LSB အဆင့်အရွယ်အစား: LSB = FSR ÷ 2^N (ရလဒ်တွင် စကေးအပြည့်၏ ရာခိုင်နှုန်းနှင့် ppm တန်ဖိုးကိုပါ ပြသသည်)
- အများဆုံး ကွမ်တိုက်ဇေးရှင်း အမှား (±½ LSB): အများဆုံး ကွမ်တိုက်ဇေးရှင်း အမှား = ±LSB ÷ 2
- ကွမ်တိုက်ဇေးရှင်း ဆူညံသံ (rms): ကွမ်တိုက်ဇေးရှင်း ဆူညံသံ (rms) = LSB ÷ √12
- စံပြ SNR (အပြည့်အဝစကေး ဆိုင်းလှိုင်း): SNR = 6.02 × N + 1.76 dB
- ဒိုင်းနမစ် အတိုင်းအတာ: ဒိုင်းနမစ် အတိုင်းအတာ = 6.02 × N dB
တိုင်းတာမှုအမှတ်တွင် ပြောင်းလဲခြင်း
- ယူနီပိုလာ ကုဒ်: ကုဒ် = round(Vin ÷ LSB)
- ဘိုင်ပိုလာ ကုဒ်: ကုဒ် = round((Vin + Vref) ÷ LSB)
- ယူနီပိုလာ ဗို့အား: V = ကုဒ် × LSB
- ဘိုင်ပိုလာ ဗို့အား: V = ကုဒ် × LSB − Vref
- ကွမ်တိုက်ဇေးရှင်း အမှား: ကွမ်တိုက်ဇေးရှင်း အမှား = ကုဒ် ဗို့အား − အဝင် ဗို့အား
- ဘစ် လိုအပ်ချက် တွက်ချက်ခြင်း: N ≥ log₂(FSR ÷ step) (ရလဒ်ကို နောက်ထပ် ကိန်းပြည့်ဘစ်အဖြစ် အထက်သို့ ပြင်ပတ်သည်)
တွက်ချက်မှု နမူနာ (၁၂ ဘစ်၊ ၃.၃ V ရည်ညွှန်းဗို့အား၊ ယူနီပိုလာ):
- ကွမ်တိုက်ဇေးရှင်း အဆင့်များ = 2¹² = 4,096 အဆင့်၊ အမြင့်ဆုံး ကုဒ် = 4,095
- LSB = 3.3 V ÷ 4,096 ≈ 805.6641 µV
- အများဆုံး ကွမ်တိုက်ဇေးရှင်း အမှား = ±402.832 µV
- ကွမ်တိုက်ဇေးရှင်း ဆူညံသံ ≈ 232.5752 µV rms
- စံပြ SNR ≈ 74.01 dB၊ ဒိုင်းနမစ် အတိုင်းအတာ ≈ 72.25 dB
- အဝင်ဗို့အား 1.65 V (စကေး၏ အလယ်ဗဟိုအတိအကျ) သည် ကုဒ် 2,048 (ဘိုင်နရီ 1000 0000 0000၊ ဟက်ဆာဒက်ဆီမလ် 0x800) သို့ ကျရောက်ပြီး ကွမ်တိုက်ဇေးရှင်း အမှား လုံးဝမရှိပါ။
ဘစ် မည်မျှ လိုအပ်သနည်း။
"ခွဲခြားရန် အသေးငယ်ဆုံး အပြောင်းအလဲ" အကွက်တွင် ပစ်မှတ်အဆင့်တစ်ခု ထည့်သွင်းပါက ထိုအဆင့်ကို ခွဲခြားသိမြင်ရန် အနည်းဆုံး ဘစ်မည်မျှ လိုအပ်သည်ကို တွက်စက်က တွက်ချက်ပေးသည် -
N ≥ log₂(FSR ÷ အဆင့်)
ရလဒ်ကို အမြဲတမ်း နောက်ထပ် ကိန်းပြည့်ဘစ်အရေအတွက်သို့ အထက်သို့ ပြင်ပတ်သည်။ ထို့နောက် လိုအပ်ချက်ကို ရွေးချယ်ထားသော ဘစ်အကျယ်နှင့် နှိုင်းယှဉ်သည် - ကွန်ဗာတာက ပစ်မှတ်ကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်ပါက ကိရိယာက အတည်ပြုပေးပြီး၊ မနိုင်ပါက လက်ရှိကွန်ဗာတာ အမှန်တကယ် ခွဲခြားနိုင်သော အဆင့်အရွယ်အစားကို ပြသပေးသည်။
အထူးအခြေအနေများနှင့် ကန့်သတ်ချက်များဆိုင်ရာ စည်းမျဉ်းများ
- စံပြ ကွမ်တိုက်ဇာ ကန့်သတ်ချက်: ဤတွက်စက်မှ ရရှိသော ကိန်းဂဏန်းများသည် စံပြ ADC တစ်ခုအတွက်သာ ဖြစ်သည်။ အစစ်အမှန် ကွန်ဗာတာတစ်ခုတွင် INL/DNL၊ အော့ဖ်ဆက်၊ ဂိန်းနှင့် ဒရစ်ဖ် အမှားများ ထပ်တိုးလာပြီး ရည်ညွှန်းဗို့အား၏ ကိုယ်ပိုင်ခံနိုင်ရည်နှင့် ဆူညံသံတို့က အဆင့်တိုင်းကို အတက်အကျဖြစ်စေသည်။ ထို့ကြောင့် စံပြ SNR နှင့် ±½ LSB ကန့်သတ်ချက်များသည် သီအိုရီအရ အမြင့်ဆုံး ကန့်သတ်ချက်များသာ ဖြစ်သည်။
- အဝင်ဗို့အား အမြင့်ဆုံးထက် ကျော်လွန်ခြင်း (High Rail Clipping): အဝင်ဗို့အားသည် အမြင့်ဆုံးဗို့အားထက် ကျော်လွန်နေပါက အထွက်သည် အမြင့်ဆုံးကုဒ်တွင် ပြည့်ဝသွားပြီး တွက်စက်က အောက်ပါ သတိပေးချက်ကို ပြသသည် - "အဝင်သည် အမြင့်ဆုံးဗို့အားထက် ကျော်လွန်နေသည်- အထွက်သည် အမြင့်ဆုံးကုဒ်တွင် ပြည့်ဝသွားပြီး ပြသထားသော အမှားမှာ အမှန်တကယ် ကျန်ရှိနေသော အမှားဖြစ်သည် — ±½ LSB ကန့်သတ်ချက်သည် နောက်ထပ် သက်ရောက်မှုမရှိတော့ပါ။"
- အဝင်ဗို့အား အနိမ့်ဆုံးအောက် ရောက်ရှိခြင်း (Low Rail Clipping): အဝင်ဗို့အားသည် အနိမ့်ဆုံးဗို့အားအောက် ရောက်နေပါက အထွက်သည် ကုဒ် ၀ တွင် ပြည့်ဝသွားပြီး တွက်စက်က အောက်ပါ သတိပေးချက်ကို ပြသသည် - "အဝင်သည် အနိမ့်ဆုံးဗို့အားအောက် ရောက်နေသည်- အထွက်သည် ကုဒ် ၀ တွင် ပြည့်ဝသွားပြီး ပြသထားသော အမှားမှာ အမှန်တကယ် ကျန်ရှိနေသော အမှားဖြစ်သည် — ±½ LSB ကန့်သတ်ချက်သည် နောက်ထပ် သက်ရောက်မှုမရှိတော့ပါ။"
- စကေး၏ အလယ်ဗဟိုအတိအကျ: အဝင်ဗို့အားသည် စကေး၏ အလယ်ဗဟိုအတိအကျ ဖြစ်နေပါက တွက်စက်က ၎င်းကို မှတ်သားပြီး ကွမ်တိုက်ဇေးရှင်း အမှား လုံးဝမရှိဘဲ သက်ဆိုင်ရာ အလယ်ကုဒ်သို့ သတ်မှတ်ပေးသည်။
စနစ်အတွင်း ဖြစ်ပေါ်တတ်သော အမှားသတင်းစကားများ
ထည့်သွင်းမှုများ မှားယွင်းပါက တွက်စက်သည် အောက်ပါ အမှားသတင်းစကားများကို တိကျစွာ ပြသပေးမည် ဖြစ်သည် -
- ကိန်းဂဏန်းမဟုတ်သော တန်ဖိုးများ ထည့်သွင်းမိပါက:
"‹field› - “‹token›” သည် ကိန်းဂဏန်းတစ်ခု မဟုတ်ပါ။" - ရက်ဇိုလူးရှင်း ဘစ်ပမာဏ မှားယွင်းပါက:
"ရက်ဇိုလူးရှင်းသည် ၁ နှင့် ၃၂ ကြားရှိ ဘစ်အရေအတွက် ကိန်းပြည့် ဖြစ်ရပါမည်။" - ရည်ညွှန်းဗို့အား သုည သို့မဟုတ် အနုတ်ကိန်း ဖြစ်နေပါက:
"ရည်ညွှန်းဗို့အားသည် သုညထက် ကြီးရပါမည်။" - ဒီဂျစ်တယ်ကုဒ်နေရာတွင် ဒဿမကိန်း ထည့်သွင်းမိပါက:
"ကုဒ်သည် ရေတွက်မှု ကိန်းပြည့် ဖြစ်ရပါမည်။" - ကုဒ်တန်ဖိုးသည် သတ်မှတ်ဘစ်ထက် ကျော်လွန်နေပါက:
"ကုဒ်သည် ‹bits›-ဘစ် ကွန်ဗာတာအတွက် ၀ နှင့် ‹max› ကြားတွင် ရှိရပါမည်။" - ပစ်မှတ်အဆင့် ပြောင်းလဲမှုတန်ဖိုး သုည သို့မဟုတ် အနုတ်ကိန်း ဖြစ်နေပါက:
"ခွဲခြားသိမြင်ရန် အသေးငယ်ဆုံး ပြောင်းလဲမှုသည် သုညထက် ကြီးရပါမည်။" - တွက်ချက်မှု ကန့်သတ်ချက် ကျော်လွန်ပါက:
"တန်ဖိုး သို့မဟုတ် ကြားဖြတ်ရလဒ်သည် ပံ့ပိုးထားသော ကိန်းဂဏန်း အတိုင်းအတာထက် ကျော်လွန်နေပါသည်။"
ကိုယ်ရေးကိုယ်တာနှင့် ဒေသတွင်း တွက်ချက်ခြင်း
သင်ထည့်သွင်းလိုက်သော ကိန်းဂဏန်းတိုင်းသည် ဤဘရောက်ဆာထဲတွင်သာ ရှိနေမည်ဖြစ်ပြီး မည်သည့်အရာကိုမျှ အပ်လုဒ်တင်မည် မဟုတ်ပါ။ တွက်ချက်မှုအားလုံးကို သင့်စက်ပေါ်တွင်သာ လုပ်ဆောင်သောကြောင့် သင်၏ ဒီဇိုင်းပါရာမီတာများနှင့် တိုင်းတာမှုဒေတာများ သီးသန့်တည်ရှိနေစေသည်။
အမေးများသော မေးခွန်းများ (FAQ)
မေး။ ၁၂ ဘစ် ရက်ဇိုလူးရှင်းသည် ၁၂ ဘစ် တိကျမှုကို ဆိုလိုပါသလား။
ဖြေ။ မဟုတ်ပါ။ ရက်ဇိုလူးရှင်းသည် ကုဒ်၏ အကျယ် (အတိုင်းအတာကို မည်မျှအထိ အသေးစိတ် ခွဲခြားထားသလဲ) သာ ဖြစ်သည်။ တိကျမှုသည် ကွန်ဗာတာ၏ INL၊ အော့ဖ်ဆက်/ဂိန်း အမှားများ၊ ရည်ညွှန်းဗို့အား၏ ခံနိုင်ရည်နှင့် ဆူညံသံ၊ ၎င်း၏ ပတ်လမ်းတို့အပေါ် မူတည်၍ ကန့်သတ်ချက် ရှိသည်။ ထို့ကြောင့် ဒေတာစာရွက်များတွင် ENOB ကို ဖော်ပြခြင်းဖြစ်သည် - ၁၂ ဘစ်ရှိသော SAR သည် ပုံမှန်အားဖြင့် ၁၀–၁၁ ထိရောက်သော ဘစ်များကိုသာ ပေးစွမ်းနိုင်သည်။ ဤနေရာတွင် ပြသထားသော ၇၄ dB စံပြ SNR သည် မည်သည့် စစ်မှန်သော ၁၂ ဘစ် ကွန်ဗာတာမျှ မရရှိနိုင်သော အမြင့်ဆုံး ကန့်သတ်ချက် ဖြစ်သည်။
မေး။ ±Vref အဝင်သည် တွက်ချက်မှုကို မည်သို့ ပြောင်းလဲစေသနည်း။
ဖြေ။ အတိုင်းအတာသည် 2 × Vref အထိ နှစ်ဆ တိုးသွားသဖြင့် တူညီသော ကွန်ဗာတာသည် နှစ်ဆ ပိုကျယ်သော အဆင့်များကို ခွဲခြားပေးသည် - LSB = 2 × Vref ÷ 2^N ဖြစ်သည်။ ကုဒ်များသည် အနုတ်ဗို့အားမှ အပေါင်းဗို့အားအထိ သွားသည် - ကုဒ် ၀ သည် −Vref ဖြစ်ပြီး၊ အလယ်ကုဒ် 2^(N−1) သည် 0 V ဖြစ်ကာ၊ အမြင့်ဆုံးကုဒ်သည် +Vref ၏ အောက်တစ်ဆင့်တွင် ရှိသည်။ အထက်ပါ bipolar အတိုင်းအတာကို ရွေးချယ်ပါက သုညဗို့သည် အလယ်ကုဒ်ပေါ်သို့ အတိအကျ ကျရောက်မည် ဖြစ်သည်။
မေး။ အချို့သော အရင်းအမြစ်များက 2^N နှင့် တွက်ပြီး အချို့က 2^N − 1 နှင့် အဘယ်ကြောင့် တွက်ကြသနည်း။
ဖြေ။ ၎င်းတို့သည် တူညီသော ကွန်ဗာတာ၏ မော်ဒယ်နှစ်ခု ဖြစ်သည်။ ဒေတာစာရွက်များနှင့် ဂန္ထဝင် ကွမ်တိုက်ဇေးရှင်း သီအိုရီများတွင် LSB = FSR ÷ 2^N ဟု သတ်မှတ်ပြီး ပထမဆုံး ကုဒ်ကူးပြောင်းမှုကို အဆင့်ဝက်တွင် ထားရှိသည် - ၎င်းသည် ဤစာမျက်နှာတွင် အသုံးပြုထားသော မော်ဒယ် ဖြစ်သည်။ Vref ÷ (2^N − 1) ပုံစံသည် အမြင့်ဆုံးကုဒ်ကို Vref ပေါ်သို့ အတိအကျ ချိတ်ဆက်ခြင်းမှ လာပြီး မိုက်ခရိုကွန်ထရိုလာ သင်ခန်းစာများတွင် အသုံးများသည်။ ၁၂ ဘစ်တွင် ၎င်းနှစ်ခုသည် ၀.၀၂% ခန့်သာ ကွာခြားပြီး မည်သည့် စစ်မှန်သော ရည်ညွှန်းဗို့အား၏ ခံနိုင်ရည်ထက်မဆို များစွာ နည်းပါးပါသည်၊ အရင်းအမြစ်များစွာမှ ကိန်းဂဏန်းများကို စစ်ဆေးသည့်အခါ ၎င်းနှစ်ခုကို ရောထွေးခြင်းမပြုရန်သာ လိုအပ်သည်။