왜 2.048V 및 4.096을 기준으로 사용합니까?

25

많은 전압 레퍼런스 IC (예 : MAX610x )에는 다양한 다른 레퍼런스 전압 (1.25, 1.8, 2.5, 3.3 등)이있는 것으로 보입니다.

2.048V와 4.096V 레퍼런스가 이상하다. 왜 수학적으로보다 쉽게 사용할 수있는 2V와 4V가 아닌 전압에서 기준을 사용 하는가?

voltage-reference

— MCG
소스

11

이진 시스템의 경우, 2.048은 수학적으로 사용하기가 더 쉽습니다

— Alnitak

@Aln :별로. 그냥 보이는 언뜻 비 생각보다 쉽게.

— Olin Lathrop

49

전압을 정량화 할 때 (즉, ADC를 통과 할 때) 일반적으로 전압을 2의 거듭 제곱을 사용하여 표현되는 정수 표현으로 변환합니다.

즉, 이진수의 패턴에 해당합니다. 예를 들어 8 비트 DAC에는 256 개의 개별 레벨이 있습니다. 2 밀리 밀리의 거듭 제곱을 갖는 기준을 사용한다는 것은 실제 디지털 값이 중요한 값을 갖음을 의미합니다.

예를 들어 2.048의 참조를 가진 11 비트 DAC가있는 경우 디지털 값은 밀리 볼트 수입니다.

편집 : Andrew Morton이 지적한 것처럼 2048 수준을 제공하는 반면 0을 포함하여 2049 밀리 볼트 수준이 있습니다. 따라서 각 비트를 밀리 볼트로 올바르게 나타내려면 추가 비트가 필요합니다. 그러나 일관되게 반올림하면 각 요소를 반올림하여 0-2047mV를 달성하거나 반올림하여 1-2048mV를 가질 수 있습니다. 2048 ~ 2049를 맞추면 밀리 볼트 수와 직접 일치하는 멋진 속성이 손실됩니다.

— 시끄러운 소리
소스

3

비교기를 사용하여 측정하는 데 매우 유용합니다. 우리가 $ 5 멀티 미터를 구입할 수있는 이유 중 하나입니다.

— mckenzm

1

Ummm .... 11111111111 (이진)은 2047입니다. 이는 DAC에 0을 입력하면 1mV를 출력하거나 1024를 입력하면 1024.5mV를 출력한다는 의미입니까?

— Andrew Morton

아 좋은 지적이야! 동일한 레벨의 레벨과 일치하지만 한 번의 오류로 인해 해제됩니다.

— loudnoises

그것은 울타리 포스트 오류이며 비트 수를 하나씩 늘릴 때마다 반으로 줄어 듭니다. (양자화 오류와 마찬가지로).

— Rodney

일반적인 빵 앤 버터 ADC는 실제로 12 비트 인 것으로 보이며, 높은 비트가 부호로 사용되며 전압 범위가 양극성-0V를 중심으로 구성된 경우 12 비트 부호있는 정수의 범위는 실제로 -2048입니다. .. + 2047. "이진 짝수"참조가 우연히 범위의 음의 끝과 관련이 있는지 궁금합니다 :-)

— frr

21

4.096V 및 2.048V 기준은 ADC가 mV 단위의 정수 값을 생성 할 수 있도록합니다. 이는 ADC의 각 단계가 1mV 또는 1mV의 정수배를 나타냄을 의미합니다. 4.096V = 2 ^ 12 mV

— 리 올리 아
소스

2

12 비트 또는 11 비트 ADC가 정확해야합니다.

— jcaron

1

더 높은 분해능의 ADC는 또한 이러한 배열로부터 이점을 얻을 수 있으며, 이러한 ADC를 구동하는 소프트웨어는 고정 소수점 변수 대신 정수를 사용하여 0.5mV, 0.25mV 등을 나타낼 수 있습니다.

— Lior Bilia

더 높고 더 낮은 분해능 ADC는 이러한 배열의 이점을 확실히 누릴 수 있지만, 답변에서 언급 할 때 구체적으로 1mV 단계를 얻으려면 참조와 해상도를 일치시켜야합니다.

— jcaron

이상적입니다. 그러나 슬프게도 16.777216V 기준은 없습니다.

— Lior Bilia

10

그 이유는베이스 2로 쉽게 나눌 수 있기 때문입니다. 이는 0에서 4.096V 사이의 레일을 갖는 12 비트 ADC가 비트 당 1mV를 의미하는 ADC와 같은 경우에 훨씬 유용합니다. 번호.

같은 일을하는 더 많은 전압이 있습니다. 1.024V의 전압 레퍼런스 인 2 ¹⁰ 도 얻을 수 있습니다 . 다른 비트 ADC에 대해 서로 다른 참조를 사용할 수 있습니다.

— 이상한
소스

5

왜 단순히 2V 및 4V 대신 해당 전압에서 기준을 사용합니까?

이것은 마이크로 컨트롤러가 인간에게 직접 값을 표시 할 때 올바른 환경에서 유리할 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우 수학에 나쁘거나 멈추지 않고 실제로 생각하는 많은 사람들이 있기 때문입니다.

다른 사람들이 이미 보았 듯이 2.048 = 2 ¹¹ / 1000 및 4.096 = 2 ¹² / 1000. 4.096V 기준으로 12 비트 A / D를 사용하는 경우 각 카운트는 1mV입니다.

그러나 실제로 중요한 시점을 멈추고 고려하십시오. 밀리 볼트 단위에는 본질적으로 특별한 것이 없습니다. 물리학 적 측면에서, 그것들은 EMF 측정을위한 완전히 임의의 단위입니다.

예를 들어, 제어 시스템에서 다양한 측정 수량에 사용되는 단위는 무엇을 알고있는 한 원하는 것이 될 수 있습니다. 고정 소수점을 사용하는 경우 최대 값이 거의 숫자를 채우고 필요한 해상도를 갖도록 충분한 비트를 사용하려고합니다. 단위의 스케일링은 편리한 내부 이진 표현에 의해 지시되어야합니다.

어쨌든 나중에 프로세스에서 조정 가능한 게인 팩터가있을 것입니다. 이미 존재하고 시스템이 이미 임의의 값을 처리해야하는 다른 이득 계수 값을 사용하여 모든 입력 값의 사용자 정의 스케일링을 조정할 수 있습니다. 추가 계산이 필요하지 않으며 동일한 계산에 다른 값만 제공됩니다.

경우에 따라 이러한 소형 임베디드 시스템은 인간에게 디지털 가치를 표시해야합니다. 이 경우 밀리 볼트 단위는 소수점 이하 세 자리로 전압을 표시하려는 경우에 유용합니다. 그러나 인간 인터페이스는 그 특성상 마이크로 컨트롤러에 비해 느립니다. 일반적으로 디지털 디스플레이를 2Hz 이상으로 업데이트하고 싶지 않습니다. 숫자를 십진수로 변환하려면 어쨌든 약간의 산술이 필요합니다. 표시된 해상도와 일치하도록 내부 값을 조정하는 것은 해당 프로세스와 관련하여 약간의 추가 단계입니다.

그런 다음 실제로 0에서 4.095V 범위 또는 적어도 그 범위의 전압을 측정하려는 빈도를 고려하십시오. 0 ~ 5 V를 측정하려면 4.096 참조가 실제로 도움이되지 않습니다. 어쨌든 신호를 A / D로 감쇠시켜야하므로 밀리 볼트 단위로 감쇠 된 신호를 읽는 것은 디지털 값을 표시 할 때도 특별한 이점을 제공하지 않습니다.

요컨대 A / D 판독을 처리하는 마이크로 컨트롤러가있는 오늘날의 세계에서 2.048 및 4.096 V 레퍼런스는 대부분 인식 된 요구와 문제를 제대로 생각하지 않는 무릎을 꿇고있는 사람들에게 적합합니다.

— 올린 라스 롭
소스

1V (또는 그 일부)의 분할이 필요한 모든 사람들이 마이크로 컨트롤러를 사용하고있는 것은 아닙니다.

— Alnitak

1024 ~ = 1000 <3 % 오류와 더 작은 3 %는 여전히 비싸고 구하기 어렵다는 점에 대해 언급 한 것을 잊어 버렸습니다. )

— 하프 비트