Convertidos Analogico Digital

UTN REG. SANTA FE- ELECTRONICA II- ING. ELECTRICA
8-2 Convertidores de señales analógicas a digital.
---------------------------------------------------------------------------------------------------CONVERTIDORES DE ANALOGICO A DIGITAL
Un convertidor analógico / digital (ADC) toma el voltaje analógico de entrada y
después de un cierto tiempo genera un código digital de salida, que representala
magnitud de esa entrada analógica. Este proceso, es más complejo que la conversión
digital-analógica, dado que se deben tener en cuenta varias consideraciones respecto a la
señal a convertir, como así también se requieren varias etapas de procesamiento para
lograrlo. En la conversión ADC se han desarrollado y empleado muchos métodos. Hoy
en día muchos de estos métodos, están disponiblescomo circuitos integrados en un
chips o formando parte de un sistema mas complejo, por ejemplo, un microcontrolador.
Para comprender la teoría y métodos que se emplean en la conversión analógica a
digital, debemos previamente conocer los principios del “teorema del muestreo”, el
“multiplexado y demultiplexado en el tiempo”, “la cuantificación” y la “codificación”
de señales, temas queabordaremos de manera simplificada.
Teorema del muestreo
Este teorema lo enunciaremos de la siguiente forma, sin demostrarlo: “ Si una señal
continua, S(t), en su análisis espectral, tiene una banda de frecuencias tal que fm sea la
mayor frecuencia dentro de esa banda, la señal S(t) podrá ser reconstruida sin distorsión,
a partir de muestras tomadas a una frecuencia fs, siendo fs ≥2. fm.
En lapróxima figura, mostramos un esquema simplificado del proceso de muestreo de
una señal analógica o continua:
Interruptor electrónico
S(t): señal a muestrear
τ

Sτ(t): señal muestreada

Ts

δ(t)
Señal de muestreo que
controla al interruptor

τ : tiempo de muestreo
Ts: periodo de muestreo

δ(t)
t
S(t)
t
Sτ(t)

t

__________________________________________________________________Apunte de cátedra
Autor: Ing. Domingo C. Guarnaschelli

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UTN REG. SANTA FE- ELECTRONICA II- ING. ELECTRICA
8-2 Convertidores de señales analógicas a digital.
---------------------------------------------------------------------------------------------------En la figura anterior vemos que S(t) es la señal analógica que se va a muestrear y esta
compuesta por una suma de señales(armónicas) de varias frecuencias, siendo “fm” la
frecuencia mayor. δ(t) es la señal que actúa sobre el interruptor electrónico y fija el
muestreo de la señal S(t) con una frecuencia “fs”(periodo Ts); el tiempo de muestreo
vale “τ”. A la salida del circuito de muestreo (interruptor) tenemos la señal muestreada
que la denominamos Sτ(t). Esta ultima señal, en su análisis espectral, se demuestra que
estacompuesta por una suma de varias señales de distintas frecuencias. Del conjunto de
esas frecuencias estarán las frecuencias originales de la señal a muestrear “S(t)” mas
señales que tienen frecuencias diferencias y sumas de las señales originales con “fs”
(fs-fm) y (fs+fm), 2fs””, etc. (son teóricamente infinitas señales). De todas ellas, la
mas próxima a fm es (fs-fm). Ahora bien, siquisiéramos reconstruir la señal original
S(t) de la señal muestreada Sτ(t), podemos hacerlo empleando un filtro pasa bajo, que
solamente deje pasar las frecuencias originales, hasta su valor máximo fm, y rechace
todas las frecuencias superior a este valor. La función de transferencia del filtro, tendrá
que ser como muestra la siguiente figura:

H(f)

Sτ(t)

fm

fs-fm

Filtro
Pasa bajoS(t)

f

Como podemos observar en la figura, la función de transferencia del filtro, debe ser
plano hasta la frecuencia fm, y luego debe caer bruscamente a cero, por encima de este
valor, antes que alcance el valor fs-fm. Si hubiéramos muestreado con una frecuencia
2.fs < fm, la frecuencia de la componente de la señal muestreada de valor (fs-fm), seria
menor que fm , ( (fs-fm)< fm ), lo...