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, benötigt man einen A/D-Wandler 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, und einer Referenzspannung von ebenfalls 5V, 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.
- Beispielgeräte mit integriertem A/D-Wandler
- Soundkarten
- ISDN-Telefone
- Digital Multimeter
- Scanner
- Fax-Geräte
- TV- und Videokarten
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 des AVR
In den Atmel AVRs wird das Funktionisprinzip der Sukzessiven Approximation
[1]
angewandt. Bei einer Auflösung von 10 Bit und einer Frequenz von max. 200kHz. Daraus ergibt sich eine Samplingrate von etwa 15kHz. Eine höhere Frequenz (bis zu 1MHz) ist zwar möglich, resultiert aber in einer Verringerung der Genauigkeit.
Für weitere Details und Programmbeispiele über den ADC der AVRs, siehe ADC der AVRs.
Weblinks
- Analog-digital-Umsetzer - hier wird genauer erklärt wie ein AD-Wandler funktioniert, und welche Funktionsprinzipen es gibt.
- [2] - Informationen über Referenzspannungsquellen
