Conversores

I.T.S.P.P.




Materia:
Principios eléctricos y aplicaciones digitales.
Tema:
Conversores Análogo-Digital y Digital-Análogo
Maestro: Ing. Jorge Ibarra S.

Equipo:
Arreola Franco Fernando.
Campos Rodríguez Daniel.
Corrales Matuz Daniel.
Muñoz Sánchez Juan.

09/06/2015
Introducción:

El desarrollo de los microprocesadores y procesadores digítales de señal (DSP), ha permitido realizar tareas quedurante años fueron hechas por sistemas electrónicos analógicos.
El objetivo básico de un ADC es transformar una señal eléctrica análoga en un número digital equivalente. De la misma forma, un DAC transforma un número digital en una señal eléctrica análoga






















Esta función exige que los pasos intermedios se realicen de forma óptima para no perder información. Según el tipo decomponente y su aplicación existen distintos parámetros que lo caracterizan, éstos pueden ser:
la velocidad de conversión
la resolución
los rangos de entrada

En los siguientes apartados se describen los conceptos básicos de conversiones de señal, técnicas de implementación para los ADC o DAC, características y parámetros que los definen.
CONVERSIÓN BÁSICA DE SEÑALES
Un transductor permite relacionarlas señales del mundo real y sus análogas eléctricas. Para compatibilizar la información con un sistema digital, se requiere de convertidores de datos del tipo ADC o DAC, según corresponda.







Para garantizar la toma de muestra y la conversión de forma correcta se debe considerar la velocidad de muestreo, para lo cual el Teorema de Nyquist, establece que la frecuencia de muestreo fS , debe sercomo mínimo el doble que el ancho de banda de la señal muestreada como se indica en (1). Si no ocurre esta situación, se tiene lugar el fenómeno denominado aliasing.

fs > 2 · fm (1)
En el proceso inverso indicado en la Fig.2, en la cual la señal digital es transformada en señal eléctrica, para la recuperación de la señal eléctrica,la señal digital debe pasar por un convertidor del tipo digital - análogo. Esta señal modulada, es recuperada a través de un filtro pasa bajo e interpolada, obteniéndose la señal análoga equivalente.

Características:
1.- La data digital es un número binario que se define considerando
Desde el bit de mayor peso (MSB, More Significative Bit) al bit de menor peso (LSB, Least Significative Bit) comose muestra en la Fig. 3.










2. Cada conversor ADC o DAC, está determinado por una función de transferencia ideal de entrada - salida (ver Fig.4), que muestra la equivalencia entre el mundo digital y el análogo.

En el caso de una señal unipolar entre 0 a 10 [V], su equivalente digital para n bits sería entre 00..00 para 0[V] (zero - scale), 10..00 para 5[V] y 11..11 a 10[V] (full - scale).Características estadísticas:
Resolución:
Expresada en unidades de tensión, dependerá del escalón tomado como referencia con respecto a los niveles de tensión dado por el número de bit, por ejemplo, con n bit,
Habrá 2n niveles de tensión. En la práctica corresponde el valor de un LSB (bit menos significativo).

La linealidad integral y el de linealidad diferencial:
Analizando la gráficade transferencia entrada-salida en el caso ideal, el resultado es una línea recta formada por los puntos de transición de los valores de entrada que determinan cambios de nivel en la salida. Mientras más se ajuste el comportamiento real a esta recta, más preciso se considera al convertidor (ver Fig. 5).





Mono tonicidad:
Un conversor es monotónico cuando un incremento de tensión en la entradale corresponda un incremento en la salida, y para una disminución de la entrada, el correspondiente descenso. Si un convertidor no es monotónico, el resultado es la pérdida del código. Si para una determinada combinación de bit no hay un aumento en función de un incremento de la entrada, sino un descenso, se identificará el valor analógico con el código que viene a continuación lo que provoca la...