Was ist ein Differential-ADC?

Wie unterscheidet sich ein differentieller Analog-Digital-Wandler von einem normalen ADC?

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

Viele differentielle ADCs können so konfiguriert werden, dass Sie im Single-Ended-Modus doppelt so viele Kanäle erhalten. Zum Beispiel verfügt der AD7265 über 6 Differenzkanäle und 12 Single-Ended-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, Benutzereingaben usw.).

Ein differentieller ADC verschiebt die untere Referenz von 0 V auf einen anderen Wert - entweder eine Benutzereingabe an einem zweiten Analogeingang oder eine interne Referenz. Dies ist hilfreich für die Messung kleiner Signale mit großem DC-Offset, z. B. für die Messung von Änderungen von 100 mV im Bereich von 2,5 bis 2,6 V.

Messwerte für Spannungen unter dem Offset sind hardwareabhängig. Sie können negative Messwerte, absolute Werte oder Nullwerte liefern.

Eine typische Anwendung ist in einer Wägezelle, die eine kleine Spannungsänderung bei einem Gleichstromversatz aufweist.

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

Dies gibt Ihnen mehr Signal-Rausch-Verhältnis, weil

• Der maximale Eingangspegel ist 6 dB höher
• Das unkorrelierte Rauschen der beiden Eingänge ist zusammen nur 3 dB höher
• Gleicht Gleichtaktstörungen aus. (Wenn die Massespannung des ADC zum Beispiel relativ zur Masse des Messobjekts schwankt, bewegen sich beide Eingänge zusammen auf und ab, und dies wird aufgehoben. Werden beide Eingänge vom gleichen Operationsverstärker angesteuert und ein Teil des Stromversorgungsrauschens tritt an beiden Ausgängen auf und wird gelöscht.

Es ist schwer, genau zu sagen, wovon Sie sprechen, ohne eine Referenz, aber ich vermute, dass Sie über einen ADC sprechen, der einen Differentialpaareingang hat.

Differenzpaare sind raffinierte Dinge, mit denen Sie den wahrgenommenen Spannungshub verdoppeln können, ohne die Versorgung zu erhöhen und zusätzliches Rauschen zu verursachen. Im Wesentlichen geht es darum, dass die beiden Drähte keine auf Masse bezogenen Signale haben, sondern sich gegenseitig sind. Wenn eine Leitung bei + 1,3 V liegt, liegt die andere bei -1,3 V. Die Spannung einer der beiden Leitungen gegen Erde 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.

Differenzpaare werden überall dort eingesetzt, wo induzierte Spannungen begrenzt werden sollen. Ethernet und USB werden beide unterschiedlich signalisiert. Viel RF wird differentiell signalisiert. Wenn Sie auf Google jagen, finden Sie VIELE weitere Informationen.

Ein weiterer Punkt, der noch nicht erwähnt wurde, ist, dass ein typischer ADC, der für die Auflösung von 0-3-Volt-Signalen mit einer Millivolt-Genauigkeit (12 Bit) ausgelegt ist, möglicherweise nicht viel besser als eine Millivolt-Genauigkeit ist, wenn versucht wird, ein 0,1-Volt-Differenzsignal auf A aufzulösen Zwei-Volt-Gleichtaktsignal (z. B. mit einer nützlichen Genauigkeit von 8 Bit), wohingegen ein ADC, der zum Auflösen kleiner Differenzsignale ausgelegt ist, eine viel bessere Leistung erzielen kann; Ein 12-Bit-ADC könnte für solche Zwecke entworfen werden, um 12 Bit nützliche Präzision mit einem 0,1-Volt-Signal bereitzustellen, ohne dafür entworfen werden zu müssen, 16 Bit Präzision für ein größeres Signal bereitzustellen.

Ein Differential-ADC ist ein Gerät mit zwei Anschlüssen. Im Prinzip wird die Differenz zwischen den Spannungen an den beiden Anschlüssen in eine Zweierkomplement-Binärzahl umgewandelt. Ich würde sagen, dass es üblich ist, diese Art von ADC für Signale zu verwenden, die um GND variieren, da negative Umwandlungen in diesem Zusammenhang im Prinzip eine Bedeutung haben. Ein Single-Ended-ADC ist ein Gerät mit einem Anschluss, bei dem die Spannung durch Vergleich mit einer internen Referenz (z. B. Masse) in eine Binärzahl umgewandelt wird. Typischerweise werden diese für Sensoren verwendet, die eine lineare Spannung proportional zu dem Phänomen abgeben, das sie erfassen.