Wie funktioniert ein Dual Slope ADC?

Ein Dual-Slope-Analog-Digital-Wandler (ADC) ist Verfahren zur Umwandlung eines analogen Signals in ein digitales Signal, das auf der Integration von Spannungen basiert. Hier sind die grundlegenden Schritte, wie ein Dual-Slope-ADC funktioniert:

1. **Integration der Eingangsspannung**: Zu Beginn wird die Eingangsspannung (Vin) für eine bestimmte Zeit (T1) in einen Integrator eingespeist. Der Integrator summiert die Spannung über die Zeit, was zu einer Änderung der Ausgangsspannung des Integrators führt.

2. **Referenzspannung**: Nach der Integrationsphase wird die Eingangsspannung abgeschaltet, und eine negative Referenzspannung (Vref) wird an den Integrator angelegt. Diese Referenzspannung hat in der Regel einen festen Wert und wird ebenfalls für eine bestimmte Zeit (T2) angelegt.

3. **Abgleich der Integrationszeit**: Der Integrator wird so lange betrieben, bis die Ausgangsspannung des Integrators wieder auf null zurückkehrt. Die Zeit, die benötigt wird, um die Ausgangsspannung auf null zu bringen, ist proportional zur Höhe der Eingangsspannung.

4. **Zählung der Zeit**: Die Zeit T1, in der die Eingangsspannung integriert wurde, wird gemessen und in digitale Werte umgewandelt. Diese Zeit ist direkt proportional zur Eingangsspannung, was bedeutet, dass eine höhere Eingangsspannung eine längere Integrationszeit zur Folge hat.

5. **Digitalisierung**: Schließlich wird die gemessene Zeit in ein digitales Signal umgewandelt, das die Höhe der ursprünglichen analogen Spannung repräsentiert.

Der Dual-Slope-ADC hat den Vorteil, dass er sehr genau ist und Störungen und Rauschen gut unterdrücken kann, da die Integration über einen Zeitraum erfolgt. Dies macht ihn besonders geeignet für Anwendungen, bei denen hohe Präzision erforderlich ist.