Ciencia De Materiales

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Conversores Análogo-Digital y Digital-Análogo: Conceptos Básicos
Huircán, Juan Ignacio
Abstract–El siguiente trabajo revisa las técnicas y conceptos básicos de la conversión análogo-digital y digitalanálogo, para ello se describen los dispositivos clásicos junto con sus respectivas estructuras internas. La función básica de los conversores es transformar una señal analógica en suequivalente digital y vice-versa. Las distintas técnicas descritas muestran las ventajas e inconvenientes del componente, lo cual permite la selección dependiendo de la utilización y el modo de trabajo. Los parámetros que más influyen sobre la prestación de los dispositivos son la resolución y la velocidad. La evolución de estos componentes permite contar hoy con sistemas versátiles tanto con salidasparalelas como seriales. Index Terms–ADC, DAC System

II. CONVERSIÓN BÁSICA DE SEÑALES Un transductor permite relacionar las señales del mundo real y sus análogas eléctricas. Para compatibilizar la información con un sistemas digital, se requiere de convertidores de datos del tipo ADC o DAC, segun corresponda. El diagrama de bloques de la Fig.1 muestra la secuencia desde que la variable física entraal sistema hasta que es transformada a señal digital (código binario). Para dicha señal ingrese al convertidor análogo - digital, ésta debe ser muestreada, es decir, se toman valores discretos en instantes de tiempo de la señal análoga, lo que recibe el nombre de sampling. Matemáticamente es el equivalente a multiplicar la señal análoga por una secuencia de impulsos de periodo constante. Comoresultado se obtiene un tren de impulsos con amplitudes limitadas por la envolvente de la señal analógica.
Conversor Análogo - Digital

I. Introduction El desarrollo de los microprocesadores y procesadores digitales de señal (DSP), ha permitido realizar tareas que durante años fueron hechas por sistemas electrónicos analógicos. Por otro lado, como que el mundo real es análogo, una forma de enlazarlas variables analógicas con los procesos digitales es a través de los sistemas llamados conversores de analógico - digital (ADC- Analogue to Digital Converter) y conversores digital - analógico (DAC- Digital to Analogue Converter). 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 unaseñal eléctrica análoga. Esta función exige que los pasos intermedios se realicen de forma optima para no perder información. Según el tipo de componente y su aplicación existen distintos parámetros que lo caracterizan, éstos pueden ser: la velocidad de conversión, la resolución, los rangos de entrada, etc.. Por ejemplo, una mayor cantidad de bit, implica mayor precisión, pero también mayorcomplejidad. Un incremento en un solo bit permite disponer del doble de precisión (mayor resolución), pero hace más difícil el diseño del circuito, además, la conversión podría volverse más lenta. Dentro de las de aplicaciones de estos sistemas está el manejo de señales de vídeo, audio, los discos compactos, instrumentación y control industrial. En los siguientes apartados se describen los conceptosbásicos de conversión de señal, técnicas de implementación para los ADC o DAC, características y parámetros que los definen. Se revisarán las configuraciones más clásicas, atendiendo a criterios de velocidad y manejo de datos, como también los nuevos productos disponibles en el mercado.

Sistema Físico

Sensor

Computador

0101101

Señal Fisica

Señal Eléctrica Voltaje

Temperatura PresiónDesplazamiento Velocidad

Señal Eléctrica (análoga) Sampling Digitalización

Señal Eléctrica (digital) Código Binario

Fig. 1. Conversión análogo - digital.

Para garantizar la toma de muestra y la conversión de forma correcta se debe conmsiderar la velocidad de muestreo, para lo cual el Teorema de Nyquist, establece que la frecuencia de muestreo fS , debe ser como mínimo el doble que...