programacion

Convertidores
Digital-Analógico
y
Analógico-Digital

Conversión Digital-Analógica y Analógica-Digital

Con estos circuitos se trata de conseguir una relación
biunívoca entre una señal analógica y una digital o viceversa.
Las magnitudes físicas son analógicas y normalmente el procesado de señal
se realiza de forma digital, de ahí la necesidad de los convertidores ADC.
También puede sernecesario actuar sobre un sistema analógico una vez
procesada una señal de forma digital por lo que se hace necesario un
convertidor DAC.

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Conversión Digital-Analógica y Analógica-Digital
Características de los ADC
• Entrada
– Número de canales
– Tipo de señal (tensión o corriente)
– Márgen de valores (máximo y mínimo)
– Polaridad (unipolar, bipolar)
–Tensión de referencia(interna o externa, exactitud…)

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Conversión Digital-Analógica y Analógica-Digital
Características de los ADC
• Salida
– Número de bits (resolución)
– Código de salida (binario, BCD…)
– Formato (serie, paralelo)
– Velocidad de salida (bit rate)
– Niveles de tensión de salida
– Existencia de latches...

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Conversión Digital-Analógica y Analógica-Digital
Características de los ADC
•Relación entrada-salida
– Exactitud (determinada por los errores)
– Velocidad de conversión

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Conversión Digital-Analógica y Analógica-Digital
Características de los ADC
SALIDA
DIGITAL

SALIDA
DIGITAL

• Errores en los ADC

111

Punto de
Ganancia
Real

Punto de
Ganancia
Nominal

111
CA/D

110

Ideal para
3 bits

101

011

100

Error de
Ganancia

011Real para
3 bits

010

Real para
3 bits
G>1

101

ERROR
DE
CERO

100

CA/D

110

Ideal para
3 bits
G=1

010

001

001

000

000
0
>1 LSB

1,0 V / V
i
ref

0

1,0

(a)

E cero =

Vi / Vref

(b)

Vi 00..01 1
− LSB
Vi LSB 2

E ganancia =

Vi GN − Vi GR
Vi LSB

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Conversión Digital-Analógica y Analógica-Digital
Características de losADC
• Errores en los ADC

SALIDA
DIGITAL
111
CA/D
110

No-linealidad
integral

101

Pérdida
de
Código

100
011
010

No-linealidad
diferencial

001
1LSB

000
0

1,0 Vi / Vref

e
+1LSB
+0,5LSB

- 0,5LSB
-1LSB

Vi/Vref

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Conversión Digital-Analógica y Analógica-Digital
Características de los ADC
• Parámetros básicos a considerar en la elección de un ADC– Número de canales
– Tipo de canales (unipolares, bipolares)
– Margen de tensión de entrada
– Resolución (en número de bits)
– Exactitud
– Tensión de referencia necesaria
– Velocidad (frecuencia de conversión)

– Funciones adicionales a la entrada (multiplexado,
muestreo, ganacia programable, entradas de bajo
nivel…)
– Funciones adicionales a la salida (latches)
– Condicionesambientales
– Formato de la señal de salida (binario, BCD…)
– Control de la conversión (interrupciones, control
de estado)

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Conversión Digital-Analógica y Analógica-Digital
Características de los DAC
Son análogas a las de los ADC con la salvedad de que la entrada es digital y
la salida analógica (tensión o corriente). Se habla, por ejemplo de error de cero
a la salida y no linealidad desalida. Para la velocidad y el tiempo de
conversión se considera una determinada banda de error alrededor del valor
final considerado.

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Conversión Digital-Analógica

Un DAC lineal, con código de entrada binario puro, obtiene a partir de una palabra
digital de n bits, Dn-1Dn-2…D1D0, 2n niveles discretos de tensión o corriente, según
la relación:

(

VO = VFE Dn −1 2 −1 + Dn − 2 2−2 + ⋅ ⋅ ⋅ + D1 2 − n −1 + D0 2 − n

)

donde VFE es el valor de fondo de escala. El valor máximo de VO es:

VOmax = VFE

2n − 1
2n

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Conversión Digital-Analógica
DAC de resistencias ponderadas
En la figura la corriente en la masa
virtual es:
D
D1
D⎞
V
⎛D
I O = −Vref ⎜ n −1 + n − 2 + ⋅ ⋅ ⋅ + n − 2 + n −10 ⎟ = − O
2R
2 R 2 R⎠
RL
⎝R

y la tensión de salida:
VO =...