A/D-Wandler Grundkonfiguration 4 (Delta-Sigma-Modulation)
Es finden eine Überabtastung eines analogen Signals und die Umwandlung in Low-Bit-Daten (d. h. 1 Bit), die der Amplitude des analogen Signals mit Delta-Sigma-Modulation entsprechen, statt. Dann wird die Umwandlung in ein digitales Signal mit der ursprünglichen Abtastrate abgeschlossen, indem die Daten gefiltert und unerwünschtes Rauschen mit einem digitalen Filter entfernt wird.
Überabtastung
Der Quantisierungsfehler wird verringert, indem mit einer höheren Frequenz als der ursprünglichen Abtastfrequenz abgetastet wird.
Delta-Sigma-Modulation
Die Differenz (Δ) zwischen der Ausgangsspannung des DA-Wandlers und der abgetasteten Spannung (durch Überabtastung) wird vom Integrator integriert (Σ). Dieser integrierte Wert wird dann durch Vergleich mit einer Referenzspannung mit Hilfe eines Komparators in Low-Bit-Daten umgewandelt.
Die Verzögerung der Ausgangsdaten um einen Abtastvorgang und ihre Rückführung zum Eingang ermöglicht eine Modulation, so dass der vom Komparator erzeugte Quantisierungsfehler im niedrigen Frequenzbereich kleiner und im hohen Frequenzbereich größer ist.
Die vom Delta-Sigma-Modulator ausgegebenen Low-Bit-Daten haben neben der ursprünglichen Signalkomponente eine große Quantisierungsfehlerkomponente im Hochfrequenzbereich. Da diese Komponenten jedoch frequenzmäßig getrennt sind und nur die Quantisierungsfehlerkomponente durch den digitalen Filter entfernt werden kann, lässt sich eine hohe Auflösung erzielen, die mit anderen Methoden nicht möglich ist.
Eigenschaften
- Höchste Auflösung unter den grundlegenden A/D-Wandlertypen (bis zu 32 Bits)
- Im Allgemeinen ist die Umwandlungsgeschwindigkeit langsamer als bei der sukzessiven Approximation.
- Die schlechte Reaktion ist ungeeignet für Anwendungen, bei denen ein Multiplexer an den Eingang angeschlossen wird, um analoge Signale mit hoher Geschwindigkeit zu schalten.
