Chip tương tự khác chip số ở đâu?

• Chip tương tự
• Tín hiệu liên tục
• Chip số
• Tín hiệu theo bậc

Bạn sẽ học được gì

• Phân biệt tín hiệu tương tự với tín hiệu số.
• Nói được chip tương tự và chip số mỗi loại làm việc với gì.
• Hiểu bộ chuyển đổi ADC nối hai loại chip như thế nào.

Cần biết trước

Không cần kiến thức trước. Chỉ cần biết chip là một mảnh vi mạch nhỏ trong thiết bị điện tử.

Tín hiệu tương tự và tín hiệu số khác nhau ra sao?

Tín hiệu tương tự thay đổi liên tục; tín hiệu số chỉ có những giá trị rời rạc. Theo trang của IEEE về vi mạch tín hiệu hỗn hợp, một chip có thể xử lý tín hiệu trải trên cả miền tương tự liên tục lẫn miền số rời rạc.

Hãy hình dung một chiếc đèn có núm xoay. Xoay từ từ thì độ sáng đổi mượt: đó là kiểu tương tự. Một công tắc chỉ có sáng hoặc tắt thì giống tín hiệu số, và mã nhị phân là cách ghi những giá trị rời rạc ấy.

• Núm xoay: thay đổi liên tục
• Công tắc gạt lên
• Công tắc gạt xuống

Vì sao cần cả hai loại chip?

Vì thế giới thật và máy tính nói hai thứ ngôn ngữ khác nhau. IEEE cho biết nhiệt độ, áp suất, ánh sáng hay âm thanh vốn là đại lượng tương tự, trong khi tính toán và truyền thông vốn là số. Chip số lo phần tính toán, chip tương tự lo phần tiếp xúc với đại lượng thật.

Hai loại mạch cũng có yêu cầu thiết kế khác nhau. IEEE nêu các yêu cầu mâu thuẫn về quy trình chế tạo, bố trí, nguồn cấp và nền chip. Vì vậy gộp hai phần trong cùng thiết bị cần cân nhắc cả hai nhóm yêu cầu.

Bộ chuyển đổi ADC nối hai loại chip như thế nào?

ADC biến tín hiệu tương tự thành số. Theo tài liệu điện tử của Analog Devices, bộ chuyển đổi tương tự–số (ADC) lấy mẫu một dạng sóng tương tự ở những khoảng thời gian đều nhau và gán một giá trị số cho mỗi mẫu. Giá trị số xuất hiện ở đầu ra dưới dạng mã nhị phân.

Tài liệu đó lưu ý ADC biểu diễn một tín hiệu tương tự, vốn có độ phân giải vô hạn, bằng một mã số có độ phân giải hữu hạn. Nghĩa là bản số chỉ gần đúng bản gốc. Biểu diễn số này sau đó có thể được xử lý, tính toán, truyền đi hoặc lưu trữ. Chiều ngược lại do bộ chuyển đổi số–tương tự (DAC) đảm nhận: theo IEEE, nó dựng lại một dạng sóng tương tự từ chuỗi mã số.

• Tín hiệu tương tự
• Các thời điểm lấy mẫu
• Giá trị đo được
• Các giá trị số rời rạc

Ví dụ trong đời sống

Khi bạn nói vào micro điện thoại, âm thanh là tín hiệu tương tự. Một ADC lấy mẫu nó thành chuỗi mã số để chip số xử lý, lưu hoặc gửi đi. Khi phát lại, một DAC dựng chuỗi số ấy thành tín hiệu tương tự để loa chạy. Đây là mô hình minh họa cách chia việc; điện thoại thật có thể sắp xếp khác.

Hiểu lầm thường gặp

Chip số đọc thẳng được thế giới thật. Chip số chỉ hiểu giá trị rời rạc. Muốn đọc nhiệt độ hay âm thanh, nó cần ADC làm trung gian.

Bản số giống hệt bản gốc. ADC dùng mã số có độ phân giải hữu hạn, nên bản số chỉ biểu diễn gần đúng tín hiệu tương tự.

Chip tương tự đã lỗi thời. Tín hiệu từ cảm biến vẫn cần mạch tiếp nhận và xử lý tương tự trước khi đưa vào phần số.

Câu hỏi thường gặp

ADC viết tắt của gì?

ADC là bộ chuyển đổi tương tự–số, tiếng Anh là analog-to-digital converter.

Mã nhị phân là gì?

Là cách ghi giá trị chỉ bằng hai ký hiệu, thường gọi là không và một. Đầu ra của ADC ở dạng này.

DAC làm việc ngược với ADC phải không?

Đúng. DAC dựng lại một dạng sóng tương tự từ chuỗi mã số.

Tóm tắt

• Chip tương tự làm việc với tín hiệu liên tục, chip số với giá trị rời rạc.
• Thế giới thật là tương tự còn tính toán là số, nên cần bộ chuyển đổi.
• ADC lấy mẫu tín hiệu và đổi thành mã nhị phân; DAC làm chiều ngược lại.