Podręcznik

2.2. Klasyfikacja metod przetwarzania a/c

Spośród metod klasyfikacji przetworników-analogowo cyfrowych jedną z częściej stosowanych jest klasyfikacja według kryterium zasady działania. Na rysunku przedstawiono schemat ilustrujący taką klasyfikację. Podstawowy podział dotyczy przetwarzania sygnału wejściowego bezpośrednio na kod cyfrowy lub na wielkość pośrednią (częstotliwość lub czas). We wprowadzeniu zwrócono uwagę na rozróżnienie przetworników w zależności od tego czy wyjściowy kod cyfrowy jest proporcjonalny do wartości chwilowej czy średniej napięcia wejściowego. W metodach bezpośrednich jest przetwarzana wartość chwilowa napięcia natomiast w większości metod pośrednich - wartość średnia. W kontekście metrologii i techniki pomiarowej podstawowe znaczenie mają: metody integracyjne, bezpośredniego porównania równoległego, metody wieloprzebiegowe (potokowe), metoda kompensacji wagowej. 
W metodach integracyjnych charakterystyczną cechą jest występowanie procesu całkowania napięcia przetwarzanego przez ładowanie lub rozładowanie kondensatora w układzie RC. Proces całkowania jest realizowany na pewnym odcinku czasu (przedział integracji), a sygnał wyjściowy jest proporcjonalny do wartości średniej napięcia wyjściowego w okresie całkowania. Uśrednianie napięcia jest jedną z podstawowych zalet tej metody ze względu na możliwość skutecznej eliminacji (przez uśrednianie) zakłóceń nakładających się na przetwarzany sygnał. Drugą ważną cechą jest rozdzielczość i dokładność przetwarzania szczególnie przy stosowaniu całkowania wielokrotnego. Metody integracyjne są powszechnie stosowane w multimetrach cyfrowych (od prostych multimetrów przenośnych do precyzyjnych multimetrów laboratoryjnych), w których dokładność przetwarzania jest ważniejsza od szybkości rejestracji sygnałów. Do metod integracyjnych nie należy metoda czasowa prosta. W tej metodzie jest całkowane napięcie odniesienia, a nie napięcie przetwarzane zatem jest to metoda przetwarzania wartości chwilowej sygnału wejściowego. 
Metoda bezpośredniego porównania równoległego jest metodą najszybszą spośród metod przetwarzania a/c. Znajduje zastosowanie przede wszystkim w oscyloskopach cyfrowych oraz analizatorach sygnałów i analizatorach widma. Metoda ta wymaga stosowania odpowiedniej ilości układów porównujących równej ilości stanów przetwornika (2n dla przetwornika n-bitowego). Zatem uzyskanie dużej rozdzielczości powoduje znaczą rozbudowę układu. 
Istotna modyfikacja metody bezpośredniego porównania równoległego polegająca na podziale procesu przetwarzania na dwa lub więcej etapów doprowadziła do powstania metod wieloprzebiegowych. Metody te można również określić nazwą szeregowo-równoległe. Idea przetwarzania polega na tym, że na każdym etapie są przetwarzane (np. metodą równoległą) bity o różnych wagach. Ostateczny wynik przetwarzania powstaje przez sumowanie wyników częściowych. Czas przetwarzania jest zatem dłuższy niż w metodzie bezpośredniego porównania równoległego, ale uzyskuje się znaczny wzrost rozdzielczości. Metody wieloprzebiegowe są stosowane w analizatorach sygnałów. 
Metoda kompensacji wagowej (SAR) jest podstawową metodą przetwarzania a/c w mikrokontrolerach oraz w układach i systemach pomiarowych. Większość uniwersalnych kart zbierania danych jest wyposażona w kompensacyjne przetworniki a/c. Powszechność stosowania układów z kompensacją wagową wynika z relatywnie prostej konstrukcji tych przetworników w postaci monolitycznej. Cechą charakterystyczną metod kompensacyjnych jest występowanie w ich strukturze przetwornika c/a wytwarzającego napięcie porównywane z napięciem przetwarzanym.