conversor analogico- digital

Introducción

El mundo real es básicamente analógico. La medida directa de una magnitud física (sonido, temperatura, presión, etc.) es convertida por el correspondiente transductor (sensor) a un valor de tensión analógica capaz de ser procesada por un sistema electrónico. Asimismo, el sistema electrónico proporcionará a los correspondientes efectores (altavoces, motores, calefactores, etc.)una tensión analógica que determine su actuación.
Los sistemas digitales emplean los valores numéricos codificados en binario, en palabras digitales compuestas por ceros y unos; ello proporciona a los sistemas digitales alta fiabilidad y precisión, conseguidas por la perfecta distinción física entre el 0 y el 1, y una gran potencia de cálculo, derivada de la utilización de un sistema denumeración y de la capacidad de integración de funciones booleanas de altísima complejidad.
En la interfase entre las señales analógicas procedentes del medio físico o destinadas a interferir con él y las señales digitales que procesa el sistema electrónico se requieren conversores que pasen los valores numéricos del campo analógico al digital y viceversa: conversores A/D y D/A.
Mediante una sumaponderada de los dígitos de valor 1 se consigue, en forma muy simple, un conversor digital-analógico rápido; la ponderación puede hacerse con una serie de resistencias en progresión geométrica, lo cual obliga a utilizar un amplio rango de resistencias, o bien mediante una red R-2R que efectúa sucesivas divisiones por 2.
Puede convertirse una tensión en número binario utilizando un conversor opuestoD/A, a través de la comparación entre la tensión de entrada y la proporcionada por dicho conversor D/A aplicado a un generador de números binarios; se trata de aproximar el número-resultado a aquel cuya correspondiente tensión analógica es igual a la de entrada. La aproximación puede hacerse de unidad en unidad, mediante un simple contador, o dígito a dígito mediante un circuito secuencialespecífico.
En los sistemas digitales la precisión viene dada por la utilización de dos símbolos 1/0 y por la separación entre las tensiones que los representan. En cambio, en el tratamiento de tensiones analógicas y, por tanto, en los conversores D/A y A/D, hemos de preocuparnos de la precisión y de las diversas causas de error que le afectan: desplazamiento del origen, linealidad, resolución.Convertidor Analógico-Digital
Un convertidor analógico-digital (CAD) es un dispositivo que ofrece una salida digital a partir de una señal analógica de entrada. Hay modelos que incluyen un muestreador previo (sampling converters), otros incorporan un multiplexor analógico y otros que incluyen los dos.
Consiste en realizar la suma ponderada de los diversos dígitos que configuran el númerobinario; el valor relativo de cada uno de ellos viene dado por la correspondiente potencia de 2:
N= +++++…
N=+++++…=
Un CAD convierte una señal analógica a la entrada (tensión o corriente) en una palabra digital en un código determinado (paralelo o serie) según una relación determinada.
Existen gran cantidad de tipos de CAD, una posible clasificación podría ser:
Tipo
Ejemplo
1.- ConvertidoresA/D directos

1.1.- Sin realimentación
Paralelos (flash)
1.2.- Con realimentación

1.2.1.- Bit a bit
Aproximaciones sucesivas
1.2.2.- No bit a bit
CAD tipo servo (tracking)

2.- Convertidores A/D indirectos

2.1.- Sin realimentación

2.1.1.- Por intervalo de tiempo
Rampa simple, doble rampa, triple rampa
2.1.2.- Por frecuencia
Convertidor V/F2.2.- Con realimentación


Características de salida
De la salida interesa en primer lugar el número de bits que determinan la resolución del CAD. Esta se define como la magnitud del menor cambio que se debe producir en la entrada analógica para tener un cambio perceptible en su salida, es decir, el cambio de valor de un bit, suponiendo el convertidor ideal, es decir, sin errores. Se da como...