Giải pháp chuyển đổi tín hiệu Analog sang Digital

ADC (Analog-to-Digital Converter) là viết tắt của Mạch chuyển đổi tương tự ra số. Đây là một hệ thống có khả năng chuyển đổi tín hiệu analog (tín hiệu tương tự) liên tục thành dạng số. Ví dụ như tín hiệu âm thanh từ micro hoặc tín hiệu ánh sáng trong máy ảnh kỹ thuật số sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu kỹ thuật số để xử lý và lưu trữ.

Một hệ thống ADC có thể bao gồm một bộ phận phần cứng như một bộ tính toán độc lập, có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu analog (dưới dạng điện áp hoặc dòng điện) thành các giá trị số (digital) đại diện cho cường độ điện áp hoặc tín hiệu đó. Thông thường, tín hiệu số ngõ ra (digital output) mang dạng nhị phân bù 2 (two’s complement binary number) tỉ lệ với giá trị ngõ vào, nhưng cũng có một số khả năng khác tùy thuộc vào thiết kế cụ thể của hệ thống ADC.

Có một số kiến trúc ADC đang được sử dụng, do sự phức tạp và yêu cầu về độ chính xác. Phần lớn các hệ thống ADC được sản xuất bên trong mạch tích hợp (IC). Tại ngõ vào chính của ADC trong chip có thể có phần tử Multiplexer, cho ra ADC đa ngõ vào hoặc ADC đa kênh. Trước đây, với giá thành ADC cao, thường được bố trí 8 đến 64 ngõ vào. Tuy nhiên, hiện nay đã xuất hiện các chip chỉ bố trí 1, 2 hoặc 4 ngõ vào để giảm chi phí và tăng hiệu suất.

Hệ thống DAC (digital-to-analog converter) có chức năng ngược lại với mạch ADC khi thực hiện chuyển đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự.

Để chuyển đổi một tín hiệu analog thực tế (như nhiệt độ, độ ẩm, âm thanh, v.v.) thành tín hiệu kỹ thuật số, tín hiệu analog này trước tiên phải được chuyển đổi thành dạng điện áp. Bộ ADC sau đó sẽ đọc các giá trị điện áp này và chuyển đổi thành tín hiệu kỹ thuật số tương ứng.

Quá trình chuyển đổi này thường bị ảnh hưởng bởi lỗi hoặc nhiễu tín hiệu do quá trình lượng tử hóa tín hiệu ngõ vào. Thay vì thực hiện việc chuyển đổi liên tục, bộ ADC thực hiện việc chuyển đổi theo chu kỳ, lấy mẫu (sampling) tín hiệu ngõ vào và giới hạn băng thông cho phép của tín hiệu. Điều này giúp giảm thiểu lỗi và nhiễu trong quá trình chuyển đổi và đảm bảo chất lượng tín hiệu kỹ thuật số.