Analog-Digital-Umsetzer

Ein Analog-Digital-Umsetzer (ADU) wandelt nach unterschiedlichen Methoden analoge Eingangssignale in digitale Werte um.

Direkte Methode (Parallel-Verfahren)

Bei der direkten Methode werden die anliegenden Eingangssignale in einem Schritt an Komparatoren-Eingänge gelegt. Es werden unmittelbar alle Komparatoren ausgelöst, deren Referenzgröße niedriger als die Eingangsgröße ist. Diese Methode erzielt hohe Geschwindigkeiten, ist aber bei hohen Genauigkeiten sehr aufwändig.

Zählmethode

Bei der Zählmethode wird so lange der kleinste gewünschte Schritt (LSB) aufeinanderaddiert und an einen Komparator geliefert, bis der Wert gleich oder größer der angelegten analogen Referenzgröße ist. Die Schritte werden mit einem Zähler erzeugt, der dem Verfahren seinen Namen gibt. Der Schaltungsaufwand ist sehr gering, allerdings ist die Umsetzungszeit abhängig von der Eingangsgröße und kann im ungünstigen Fall über alle Zählerstufen gehen.

Iterationsmethode (Wäge-Verfahren)

Die Iterationsmethode ist der Zählmethode ähnlich. Auch hier erfolgt eine schrittweise Annäherung an den Referenzwert. Allerdings nicht linear in konstanten Zählschritten, sondern nach schnelleren Iterationsverfahren. Dieses Verfahren bietet den besten Kompromiss aus Schaltungsaufwand und Geschwindigkeit.

Wichtige Kenngrößen

• Auflösung (Resolution)
• Umsetzgeschwindigkeit (Conversion Speed)
• Quantisierungsfehler (Quantizing Error)
• Linearitätsfehler (Relative Accuracy)
• Nullpunktsfehler (Offset Error)
• Verstärkungsfehler (Gain Error)