Conversion analogica digital

CONVERSION ANALÓGICA DIGITAL (ADC)

Recordemos que en electrónica el término analógico se refiere al proceso entrada/salida cuyos valores pueden tomar una infinidad de valores dentro de un rango con un límite superior e inferior, es decir, que pueden tomar valores continuos.
El término digital se refiere al proceso entrada/salida cuyos valores pueden tomar valores fijos, los cuales son cero(0) o uno (1) ó bits; es decir que pueden tomar valores discretos.

El conversor analógico digital también conocido como ADC por su significado en inglés (Analogue to Digital Converter) es el componente básico para que un computador pueda realzar la medida de una señal eléctrica analógica suministrada por el elemento que la sensa. El conversor realiza mediciones periódicas de la amplitud(Tensión) de la señal analógica; redondea sus valores a un conjunto finito de niveles de tensión ya establecidos, los cuales se llaman niveles de cuantificación, y por último registra dichos valores como números enteros en una memoria o soporte de cualquier tipo.
De lo anterior se puede decir que en la conversión analógica-digital están presentes 4 procesos: el muestreo, la retención, lacuantificación y la codificación.

* El Muestreo o sampling en inglés es tomar muestras de manera periódica de la amplitud de onda, con una velocidad, es decir, con un número de muestras tomadas por segundo, a esto se le conoce como frecuencia de muestreo.



* Retención o hold en inglés es retener las muestras tomadas por un tiempo suficiente para poder evaluar su nivel o cuantificación.En estos dos procesos la señal puede tomar cualquier valor, por tanto la señal es aún analógica.
* Cuantificación es medir el nivel de voltaje que tiene cada una de las muestras tomadas. Se asigna un margen de valor de una señal ya analizada a un único nivel de salida.
En éste proceso ya la señal es convertida a digital ya que toma valores finitos.

* Codificación es asignar uncódigo binario a los valores obtenidos durante la cuantificación.

TIPOS DE CONVERSORES MÁS COMUNES:
ADC de conversión directa o flash: su característica principal es su elevada velocidad de funcionamiento. Está formado por una cadena de divisores de tensión y comparadores, realizando la conversión de manera inmediata en una única operación. Su principal desventaja es el elevado costo.
ADCSigma-delta: Tienen una velocidad máxima de conversión baja pero a cambio poseen una relación señal a ruido muy elevada, la mayor de todos los tipos de conversores.
Convertidores de aproximaciones sucesivas (CAS): Es el empleado más comúnmente, apto para aplicaciones que no necesitan grandes resoluciones ni velocidades. Por su bajo costo se suele integrar en la mayoría de microcontroladores permitiendouna solución de bajo costo en un único chip para numerosas aplicaciones de control.
Utiliza un comparador para rechazar rangos de voltajes, eventualmente establecidos en los rangos de voltaje final. Por ejemplo, la primera comparación debe decidir cual bit más significativo de la salida, la siguiente comparación decide el siguiente bit más significativo, etcétera. Los ADCs de este tipo conviertenmuy rápido, y tienen buenas resoluciones y rangos muy amplios y completos. Su principal carencia es el elevado tiempo de conversión necesario.
Otros tipos de conversores igualmente utilizados son: rampa, doble-rampa, etc.
A continuación se mostrará la configuración básica del CAS, el cual utiliza un registro para generar la entrada al DAC (Conversor Digital Analógico). Emplea una lógica decontrol que modifica bit por bit el contenido del registro hasta que el contenido de éste se convierte en el equivalente digital de la entrada analógica de Va dentro de la resolución del convertidor.

A continuación se presenta el diagrama de bloques simplificado sobre el CAS.

Circuito práctico: ADC de aproximaciones sucesivas ADC0804
Algunas de las características mas importantes de éste...