====== Analogově-digitální převodníky (ADC) ======

**Analogově-digitální převodník** (ADC nebo česky A/D převodník) je elektronické zařízení, které převádí spojitý (analogový) signál, jako je napětí nebo proud, na diskrétní (digitální) řadu čísel. Tato čísla pak může zpracovávat [[it:hw:cpu|procesor]] nebo ukládat paměť.



===== 1. Jak probíhá převod (Kvantování) =====

Proces převodu se skládá ze tří hlavních kroků:

  1. **Vzorkování (Sampling):** ADC změří hodnotu analogového signálu v pravidelných časových intervalech. Četnost těchto měření se nazývá **vzorkovací frekvence** (jednotka Hz).
  2. **Kvantování (Quantization):** Naměřená spojitá hodnota je přiřazena k nejbližšímu číselnému stupni podle rozlišení převodníku.
  3. **Kódování:** Výsledná hodnota je převedena do binárního kódu (nuly a jedničky).

===== 2. Klíčové parametry ADC =====

Výkon a kvalita převodníku jsou definovány dvěma hlavními faktory:

==== A. Rozlišení (Resolution) ====
Udává se v **bitech**. Určuje, na kolik úrovní je rozdělen měřený rozsah napětí.
  * **8-bitový:** 256 úrovní (hrubé měření).
  * **12-bitový:** 4 096 úrovní (běžné pro senzory).
  * **24-bitový:** Přes 16 milionů úrovní (špičkové audio a vědecké přístroje).

==== B. Vzorkovací frekvence (Sampling Rate) ====
Určuje, jak často se vzorek odebírá. Podle **Nyquist-Shannonova teorému** musí být frekvence alespoň dvakrát vyšší než nejvyšší frekvence v signálu, aby nedošlo ke zkreslení (**aliasing**).
  * *Příklad:* Pro audio CD je to 44,1 kHz (aby byl zachycen zvuk do 22 kHz).

===== 3. Typy ADC architektur =====

^ Typ ^ Charakteristika ^ Použití ^
| **Flash ADC** | Extrémně rychlý, ale drahý a energeticky náročný. | Osciloskopy, radarové systémy. |
| **SAR (Successive Approximation)** | Dobrá rovnováha mezi rychlostí a přesností. | Obecné použití v mikrokontrolérech (Arduino). |
| **Delta-Sigma ($\Delta\Sigma$)** | Pomalý, ale extrémně vysoké rozlišení a přesnost. | Digitální audio, precizní teploměry. |
| **Pipeline ADC** | Vysoká rychlost i rozlišení díky rozdělení do fází. | Moderní komunikace (Wi-Fi, 5G). |

===== 4. Chyby při převodu =====

Žádný převodník není dokonalý. Mezi typické chyby patří:
  * **Kvantizační šum:** Rozdíl mezi skutečnou analogovou hodnotou a nejbližším digitálním stupněm.
  * **Jitter:** Nepřesnost v časování vzorkování (způsobuje zkreslení vysokých frekvencí).
  * **Aliasing:** Vzniká, pokud je vzorkovací frekvence příliš nízká (vysokofrekvenční signál se "maskuje" jako nízkofrekvenční).

===== 5. Praktické příklady =====

  * **Mobilní telefon:** ADC převádí elektrický signál z mikrofonu (hlas) na digitální data pro hovor.
  * **Automobil:** Řídicí jednotka pomocí ADC čte data z lambda sondy nebo senzoru klepání motoru.
  * **Digitální fotoaparát:** Každý pixel na čipu (transduktoru) má svůj ADC převodník, který měří intenzitu dopadajícího světla.

----
//Související články://
  * [[it:hw:sensors|Senzory a měření dat]]
  * [[it:hw:transdukce|Transdukce: Převod energie]]
  * [[it:hw:dac|DAC: Digitálně-analogové převodníky]]

//Tagy: {{tag>hw electronics adc sampling quantization signal_processing}}//