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SISTEMAS DE CONVERSIÓN ANALÓGICA DIGITAL

Introducción
La utilización de un ordenador en un sistema de medida pasa necesariamente por la
conversión de la señal analógica procedente de los sensores a una señal digital capaz de
poder ser entendida por el ordenador. A este proceso se le conoce como Conversión
Analógica Digital (ADC).

Figura 4-1. Cuado se desea pasar información a uncomputador se necesita un conversor analógico
digita.

Por el contrario, en muchos sistemas de regulación se precisa de una señal analógica de
control y para ello se debe realizar el proceso inverso: convertir la señal digital,
obtenida con el ordenador a una señal analógica mediante un dispositivo de Conversión
Digital Analógica (DAC). Existen muchos diseños para realizar un circuito deconversión analógica digital o viceversa. En general se utilizan circuitos integrados que
realizan estas funciones directamente o con un mínimo de circuitería periférica. Sin
embargo, no todos son aptos para una aplicación concreta y por ello deben estudiarse
cuidadosamente sus características y elegir el que mejor se adapte a nuestras
necesidades. La precisión y la velocidad de muestreo son los másevidentes, pero la
simplicidad del diseño, la estabilidad frente a condiciones adversas y el consumo suelen
ser muchas veces las cualidades que condicionan todo el diseño. El coste es otro factor a
tener en cuenta, en general es posible disponer de circuitos ampliamente utilizados en la
industria a un precio muy razonable.

Conversión digital analógico
Un convertidor digital analógico es undispositivo que genera una señal (en corriente o
en tensión) proporcional a la palabra digital presente en sus entradas. El convertidor
digital analógico más sencillo que se puede concebir consta simplemente de una tensión
de referencia y de un conjunto de resistencias que entran en circuito en función de que
su correspondiente interruptor este conectado o no. La tensión de salida delamplificador operacional viene dada por:

V0 = VREF (

B0
B
B
B
+ 1 + 2 + 4 ) Rr
8R 4 R 2 R
R

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donde Vo es la tensión de salida de operacional, VRef es la tensión de referencia y Rr la
resistencia de realimentación del amplificador operacional. S0, S1, S2, S3 son los
valores lógicos (0 o 1) de los correspondientes bits.

Figura 4-1. La figura presenta un conversor digital analógicode 4 bits realizado con un amplificador
operacional y cuatro resistencias.

La realización de un conversor con esta tecnología requiere sólo disponer de un
conjunto de resistencias de precisión de valores R, 2R, 4R, ... 2nR. Este requerimiento es
muy difícil de conseguir cuando el numero de bits aumenta. En realizaciones pequeñas
se suele acudir a acoplar en paralelo (o serie) grupos deresistencias iguales. Una astucia
permite realizar conversores digital analógicos de alta resolución con sólo dos conjuntos
de resistencias de precisión de valores R y 2R, como todas las resistencias son iguales,
el conjunto es mucho más fácil de producir industrialmente. Para ello se utiliza un
circuito derivado del anterior con una red de resistencias R-2R a la entrada del
amplificadoroperacional.

Figura 4-3. La figura presenta un conversor digital analógico de 4 bits realizado con un amplificador
operacional y una red de resistencias R-2R.

La mayoría de los conversores digital analógico (y analógico digital) trabajan con este
dispositivo. La precisión de las distintas resistencias y su variación con la temperatura
limitan este tipo de conversores a resoluciones por debajo de16 bits.

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En general, los conversores digital analógico suelen ser por diseño unipolares. Para su
utilización como dispositivos bipolares se desplaza la tensión de salida mediante un
segundo amplificador operacional y una corriente auxiliar derivada de la propia tensión
de referencia.

Figura 4-4. Conversor digital analógico de 4 bits bipolar con red de resistencias R-2R.
La...