Convertidores

Características de los convertidores D/A y A/D




Introducción

El convertidor DAC consiste en que a partir de una señal digital de entrada, esta sea codificada para obtener como resultado una señal analógica. Para el convertidor ADC se hace de manera viceversa. Algunos tipos de convertidores ADC como de rampa y tipo flash, de la misma manera para DAC por ejemplo el de escalera R-2R.En ellos existen errores representados gráficamente que se originan en el comportamiento de los convertidores. Se observa la importancia de un convertidor al ser programado en diferentes softwares

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Especificaciones de los conversores D/A

Marco Teórico
Señales analógicas Son variables eléctricas que evolucionan en el tiempo en forma análoga a alguna variable física. Estas variablespueden presentarse en la forma de una corriente, tensión o una carga eléctrica. Varían en forma continua entre un límite inferior y un límite superior. Señales digitales
Son variables eléctricas con dos niveles bien diferenciados que se alternan en el tiempo transmitiendo información según un código previamente acordado. Cada nivel eléctrico representa uno de dos símbolos: 0 ó 1, V o F, etc. Losniveles específicos dependen del tipo de dispositivos utilizado.

Para una aplicación efectiva de los conversores digital-analógicos es preciso conocer y saber interpretar las especificaciones de los mismos, ya que ponen de manifiesto las limitaciones así como las verdaderas prestaciones, que en muchos casos difieren considerablemente de la idealidad. Resolución: es la cantidad de bits o dígitosbinarios que acepta en su entrada. También puede expresarse como el porcentaje del valor nominal máximo (fondo de escala). Ejemplo: un conversor de 10 bits también puede tener su resolución expresada como 1/210 0,0976 . Observar que la resolución por sí sola no indica nada respecto a la precisión del conversor. Exactitud: es la máxima desviación respecto a la línea recta que une el mínimo y elmáximo valor ideales. Se expresa en LSB (least significant bit), lo cual significa que se usa el salto mínimo nominal como unidad. Otra forma de expresarlo es en porcentaje del valor máximo nominal. La exactitud ideal es 0 LSB. Es necesario tener en cuenta que esta especificación incluye todos los errores posibles del conversor (figura 2).

Conversión digital / analógica (D/A) Partimos de una señaldigital D = dndn-1... d1 en paralelo que responde a la codificación binaria natural y una referencia Xref (podría ser una tensión o una corriente) y pretendemos obtener una señal analógica x que varíe de a saltos n n n iguales a Xref /2 entre 0 y (2 – 1) Xref /2 n = Xref (1 2- ), como se muestra en la figura 1

Figura 1. Relación entre la entrada digital D y la salida analógica x de unconversor digitalanalógico. En este ejemplo n = 3. Figura 2. Error de exactitud en un conversor digital analógico

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Error de escala: Es el error que se obtiene a fondo de escala con respecto al valor ideal (figura 3). Se debe en general a errores de ganancia, en la referencia o en la red resistiva. Se expresa también en LSB a fondo de escala. El error de escala ideal es 0 LSB.
Figura 5. Error deno linealidad en un conversor digital-analógico

Figura 3. Error de escala en un conversor digital analógico. La recta ideal es la punteada.

No linealidad diferencial: Es la máxima diferencia entre un salto a la salida debido a un cambio de 1 LSB y el salto ideal (figura 6). Se expresa como porcentaje del máximo nominal o en LSB. El valor ideal es 0 LSB.

Error de offset: Es el valor desalida obtenido cuando la entrada es nula. Se mide en porcentaje del máximo nominal o en LSB (figura 4). El valor ideal es 0 LSB.
Figura 6. Error de no linealidad diferencial en un conversor digital analógico.

Figura 4. Error de offset en un conversor digital analógico.

No linealidad: Indica la máxima separación de la línea recta que resulta luego de eliminar los errores de escala y de...