ANALOGDIGITALUMSETZER

Analog-digital-Umsetzer,

 

Abkürzung ADU, Analog-digital-Wandler, A-D-Wandler, Analog-digital-Converter [-kən'vəːtə], Abkürzung ADC, elektronische Funktionseinheit zur Umwandlung einer analogen Größe (meist als elektrische Spannung vorliegendes Eingangssignal) in eine sich stufenweise ändernde, aber gleichwertige digitale Größe (quantisiertes Ausgangssignal, z. B. Impulsfolge). ADU werden v. a. in der digitalen Messtechnik (z. B. in Digitalvoltmetern) und Übertragungstechnik (z. B. zur Pulscodemodulation), in Datenverarbeitungsanlagen zur digitalen Signalverarbeitung (z. B. Prozessregelung) und bei der numerischen Steuerung von Werkzeugmaschinen (NC-Maschinen) eingesetzt. So lassen sich z. B. Linear- oder Winkelbewegungen mit Strichlinealen beziehungsweise Codierscheiben und photoelektronische Abtastung oder auch durch magnetisch induzierte Spannungsimpulse erfassen, wobei die Kombination der Abtastvorrichtung mit einem Zeitgeber auch Geschwindigkeitsmessungen ermöglicht.Bei den elektronischen Momentanwertumsetzern wird die Eingangsspannung über Spannungskomparatoren entweder mit einer einzigen, aber veränderlichen Referenzspannung verglichen und diese mithilfe einer Zählschaltung schrittweise so lange erhöht, bis die Differenz beider Spannungen das Vorzeichen wechselt (Stufenumsetzer; die dazu nötigen Schaltstufen werden gezählt), oder durch Vergleich mit n Referenzspannungen wird festgestellt, zwischen welchen beiden Referenzwerten sie liegt (Parallelumsetzer; jedes Überschreiten eines Referenzwertes wird digital gezählt). Bei Sägezahnumsetzern (Spannungs-Zeit-Umsetzern) gibt ein Sägezahngenerator über eine Torschaltung einer Impulsfolge den Weg zu einer Zählschaltung oder Steuerlogik frei; die Torschaltung sperrt, sobald Sägezahnspannung und zu messende Spannung gleich sind; die abgezählten Impulse sind ein Maß für diese. Bei den Mittelwertumsetzern wird der Mittelwert der Eingangsgröße in einem bestimmten Zeitraum erfasst, z. B. beim Dual-Slope-Umsetzer oder Zwei-Flanken-Umsetzer durch Aufladung eines Kondensators oder elektronischen Ladungsspeichers, der dann mit einer festen Bezugsspannung wieder entladen wird, wobei die dazu benötigte Zeit ein Maß für die Messspannung ist. Spannungs-Frequenz-Umsetzer liefern eine zur Messspannung proportionale Frequenz, die von einem Digitalzähler angezeigt wird.