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Abkürzung des englischen Begriffs Analog to Digital Converter, im deutschen Sprachgebrauch A/D-Wandler (Analog nach Digital Wandler) oder A/D-Umsetzer genannt.

Allgemeines

Da es in der digitalen Welt nur zwei Zustände gibt, um Informationen darzustellen, wird ein A/D-Wandler benötigt, um analoge Größen in digitale Werte umzuwandeln. Er ist somit das Gegenteil zum DAC (Digital-Analog-Wandler), der digitale Werte in analoge Größen wandelt.

Merkmale eines A/D-Wandlers
  • Auflösung in Bit
  • Geschwindigkeit der Umwandlung
  • Spannungsbereich bzw. Referenzspannung
  • Genauigkeit (Drift, Wiederhohlgenauigkeit, Linearität)


In der Regel werden verschieden hohe Spannungen analysiert und je nach Auflösung des Wandlers ein entsprechender Wert als Zahl zurückgegeben.


Beispiel der Auflösung eines Wandlers

Liegt der Messbereich zwischen 0V und 5V, bei einer Auflösung von 8 Bit, so ergibt der analoge Wert von 0V am Eingang den digitalen Wert 0. Entsprechend 5V am Eingang den Wert 255. Der kleinste messbare Spannungsunterschied liegt so bei ca. 0,02 Volt. Bei einer Auflösung von 10 Bit verringert sich dieser Wert schon auf etwa 0,005 Volt, also 4 mal kleiner weil 2 Bit mehr Auflösung 4 mal so viele Stufen ergeben.

Beispielgeräte mit integriertem A/D-Wandler
  • Soundkarten
  • ISDN-Telefone
  • Digital Multimeter
  • Scanner
  • Fax-Geräte

In vielen Microcontrollern sind A/D-Wandler enthalten, meistens mit mehreren Eingängen und einer Auflösung von 8 bis 10 Bit. Es gibt aber auch eigenständige Bausteine (ICs), die es mit einer Vielzahl von verschiedenen Schnittstellen gibt, um an das digitale Ergebnis zu kommen, wie u.a. I2C.

ADC im µC

Viele µC enthalten bereits einen AD-Wandler. Meist ist dies ein Wandler nach dem Funktionisprinzip der Sukzessiven Approximation [1] für etwa 8 - 12 Bit. In den klassischen AVRs und der PIC16/PIC18 Serie sind es 10 Bit Wandler bis etwa 15 kHz Samplingrate. Für weitere Details und Programmbeispiele über den ADC der AVRs, siehe ADC der AVRs.

Für höhere Anforderungen werden externe ADCs etwa über SPI oder I2C angeschlossen.

Weblinks

  • Analog-digital-Umsetzer - hier wird genauer erklärt wie ein AD-Wandler funktioniert, und welche Funktionsprinzipen es gibt.
  • [2] - Informationen über Referenzspannungsquellen