Ing. Civil en electricidad

TEMA
ANALOGO DIGITAL

ANALOGO DIGITAL

Introducción
El objetivo básico de un ADC es transformar una señal eléctrica
análoga en un número digital equivalente.
Facilitar el procesamiento de la señal (codificación, compresión,
etc.) y hacer la señal resultante (la digital) más inmune al ruido y a
otras interferencias a las que son más sensibles las señales
analógicas.

ANALOGODIGITAL
Conversión análogo digital
Muestreo de la señal análoga.
Retención.
Cuantificación.
Codificación.

ANALOGO DIGITAL
Muestreo de la señal análoga.
El muestreo (sampling): consiste en tomar muestras periódicas de la amplitud
de onda.

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Frecuencia de muestreo
La frecuencia a la que se realiza el muestreo se denomina razón, tasa o
también frecuencia de muestreo yse mide en Hertz (Hz).
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, debe ser como mínimo el doble que el
ancho de banda de la señal muestreada.
aliasing es el efecto que causa que señales continuas distintas se tornen
indistinguibles cuando semuestrean digitalmente

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Retención
La retención (hold): las muestras tomadas deben ser retenidas
por un circuito de retención (hold), el tiempo suficiente para
permitir evaluar su nivel (cuantificación).

ANALOGO DIGITAL
Cuantificación
Cuantificación (quantization) : es el proceso de conversión de los
valores obtenidos del muestreo en series de valores numéricos
decimalesdiscretos correspondientes a los diferentes niveles o
variaciones de amplitud que contiene la señal analógica original.

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Codificación
Codificación: proceso que consiste en traducir los valores obtenidos
durante la cuantificación al código previamente establecido.

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Métodos de conversión análogo digital
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Rampa de escalera
Aproximacionessucesivas
Paralelo (flash)
Doble rampa
Voltaje a frecuencia.

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Rampa de escalera
• Comparador verifica la igualdad
del valor del voltaje de la señal
con el de convertidor.
• Valor lógico 1 del comparador si
es Vi es menor.
• Contador continua contando
mientras sigue recibiendo 1.
• Contador se detiene al recibir 0.

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Aproximaciones sucesivas
• Sereemplaza el contador por un
registrador de aproximaciones
sucesivas.
• Comienza en MSB con 1, si Vi
>= que Vref, queda fijado como
1, de lo contrario toma valor 0,
• La operación se repite
sucesivamente desde el MSB
hasta el LSB
• Se utiliza ampliamente debido a
su combinación de alta
resolución y velocidad.

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Paralelo (flash)
• Voltaje de la señal se usa
tambiéncomo referencia.
• La señal de entrada se compara
por cada nivel.
• La lógica “verifica el comparador
activo.
• Este tipo de conversor por razón
de velocidad es ampliamente
usado en el campo de las
telecomunicaciones, los
instrumentos de medida y, en
general, el tratamiento de
señales rápidas como la de
vídeo.

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Doble rampa

• Basado en un integrador
• En la salidase obtiene 2 señal
de en rampa
• La codificación se obtiene de la
relación entre el tiempo de
salida y el tiempo de bajada.
• Dada sus especiales
características, los ADC de
doble rampa se utilizan, por
ejemplo, en los voltímetros
digitales, por su exactitud e
inmunidad al ruido. Pueden
alcanzar una resolución de
hasta 18 o 20 bits.

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Voltaje a frecuencia
• Voltajede entrada se convierte
en pulsos con una frecuencia
proporcional al voltaje.
• Los pulsos son contados por un
contador en un intervalo de
tiempo y entrega una
representación binaria de estos
pulsos.
• Su utilización es adecuada en
ambientes ruidosos, por su alta
inmunidad al ruido y exactitud.
Las frecuencias típicas del
convertidor voltaje frecuencia
son entre 10 KHz a 1 MHz....