Presentacin de PowerPoint

Convertidores Analgico-DigitalLen Reyes Dmaris CeciliaFlix Daz Miguel Andr Convertidores Analgico/DigitalEstos convertidores tienen como misin la obtencin de una representacin digital de la magnitud analgica que se presente a su entrada.

El objetivo de esta conversin es permitir el procesamiento de las seales por dispositivos digitales, como puede ser un procesador o un microcontrolador.

La ventaja de tratar seales digitales, es que estas son ms inmunes a ruidos y otras interferencias que s afectan a las seales analgicas.Convertidores Analgico/Digital

Fig. Conversor Analgico Digital ADC0804Convertidores Analgico/DigitalEn la conversin analgica-digital intervienen cuatro procesos:

1. Muestreo: consiste en la toma peridica de muestras de la seal analgica. La velocidad con la que se toman muestras de la seal de entrada se le denomina frecuencia de muestreo o Fs (Frequency Sample).

2. Retencin: la retencin es el tiempo en el que se retiene la seal para que se realice la cuantificacin de la misma.

3. Cuantificacin: proceso en el que se mide la seal de entrada de cada una de las muestras y se asigna un margen de valor de la seal analizada a un nico nivel de salida.

4. Codificacin: proceso en el que se transforma los valores obtenidos en la cuantificacin en binarios.

Se puede decir que la seal pasa a ser digital a partir del proceso de cuantificacin ycodificacin.Se usan un gran nmero de mtodos para convertir seales analgicas a la forma digital, los ms usados son:

Convertidor Analgico/Digital Flash o Paralelo

ADC de aproximaciones sucesivas

ADC de contador de rampa en escalera

ADC de rastreo o seguimiento

ADC de pendiente simple

ADC de doble pendienteConvertidores Analgico/DigitalADC Flash o ParaleloEl mtodo flash utiliza comparadores que comparan una serie de tensiones de referencia con la tensin de entrada analgica. Cuando la tensin analgica sobre pasa a la tensin de referencia de un comparador determinado, se genera un nivel Alto

La salida de cada convertidor se aplica un circuito codificador de prioridad, en el cual el cdigo binario queda determinado porla entrada de mayor orden que se encuentre a nivel alto.

La principal ventaja de este comparador es la alta velocidad de muestreo que puede alcanzar, aunque presenta la desventaja de que se necesitan muchos comparadores para un ADC de un nmero binario de tamao razonable.

La velocidad de muestreo determina la precisin con la que la secuencia de cdigos digitales representa la entrada analgica del ADC.

Cuando ms muestras se toman en una unidad de tiempo, ms precisa es la seal digital que representa a la seal analgica.

Figura 1. Convertidor A/D tipo Flash de 8 bits que usa 7 convertidores ADC de aproximaciones sucesivas.Esta formado por un DAC, un registro de aproximaciones sucesivas (SAR,successive-aproximationregister) y un comparador.

Los bits de entrada al DAC se habilitan a ALTO, de uno en uno sucesivamente. Comenzando por elbitms significativo (bMs). Cada vez que se habilita unbit, el comparador produce una salida que indica si la tensin analgica de entrada es mayor o menor que la salida del DAC.

Si la salida del DAC es mayor que la entrada analgica, la salida del comparador esta a nivel BAJO, haciendo que elbiten el registro pase a cero. Si la salida es menor que la entrada analgica elbit1 se mantiene en el registro.

El sistema realizara esta operacin primero conelbMs, luego con el siguientebitms significativo, despus con el siguiente, y as sucesivamente. Despus de que todos los bits del DAC hayan sido aplicados, el ciclo de conversin esta completo.

Figura 2. Diagrama a bloques bsico de un convertidor ADC por aproximaciones sucesivas de 4 bits ADC de contador de rampa en escaleraEl mtodo de rampa en escalera para la conversin A/D se conoce tambin como mtodo de Rampa digital o mtodo contador. Se emplea un DAC y un contador binario para generar el valor digital correspondiente a una entrada analgica.

El mtodo de rampa en escalera es ms lento que el mtodo flash porque, en caso de entrada mxima, el contador debe pasar a travs del nmero mximo de estados antes de realizar la conversin.

Figura 3. Convertidor A/D tipo rampa de 8 bits

Para una conversin de 8 bits, esto significa un mximo de 256 estados y cada estado consume un cierto tiempo

ADC de Rastreo o SeguimientoEl mtodo de seguimiento utiliza un contador ascendente / descendente y es ms rpido que el mtodo de rampa digital, porque el contador no se pone a cero despus de cada muestreo sino que sigue a la entrada analgica

Figura 4. Tpico ADC de seguimiento de 8 bits.ADC de Pendiente SimpleA diferencia de los mtodos de rampa en escalera y seguimiento, el convertidor de pendiente simple no requiere un DAC. Se utiliza un generador de rampa lineal para generar una tensin de referencia de pendiente constante.

Al comienzo del ciclo de conversin, el contador esta en estado RESET y la salida del generador de rampa es 0 V. En esta situacin, la entrada analgica es mayor que la tensin de referencia y, por tanto , se produce un nivel ALTO en la salida del comparador.

Este nivel alto habilita la seal del reloj para el contador y arranca el generador de rampa

Figura 6-30 Diagrama del ADC de pendiente simple

Figura 5. Diagrama del ADC de pendiente simple.ADC de doble pendienteEl funcionamiento del ADC de doble pendiente es similar al de pendiente simple, excepto en que se utiliza una rampa de pendiente variable y otra de pendiente fija.

Este tipo de convertidor se utiliza comnmente en voltmetros digitales y otros tipos de instrumentos de medida.

Se utiliza un generador de rampa (integrador), A1, para generarlas caractersticade pendiente doble.

Figura 6. Esquema de un ADC de pendiente doble