Conversor a/d

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  • Publicado : 19 de dezembro de 2012
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Para converter um sinal da forma analógica para a forma digital, usamos uma configuração denominada conversor analógico/digital, ADC ou simplesmente conversor A/D. Esses conversores são largamente usados em placas de aquisição de dados e controle que interfaceiam computadores com dispositivos de medida. Nos laboratórios, por exemplo, é possível usar um conversor desse tipo num sistema deaquisição de dados para converter as indicações de um sensor de temperatura na forma digital que o computador possa processar, e tomar decisões no sentido de ativar circuitos externos, ou simplesmente armazenar as temperaturas em horários programados na memória, conforme sugere a figura 1.

Para entender como funcionam os conversores analógicos/digitais precisamos, em primeiro lugar, entender asdiferenças entre os dois tipos de grandezas.
SINAIS ANALÓGICOS E SINAIS DIGITAIS
Se usarmos um sensor como um NTC (Negative Temperature Coefficient Resistor) para medir temperaturas, temos um sinal analógico em sua saída, ou seja, uma tensão análoga a uma determinada temperatura. Neste sensor, conforme mostra o gráfico da figura 2 temos uma correspondência direta entre a temperatura e a resistênciaapresentada.

Na faixa de uso do sensor, existe uma correspondência numa faixa contínua de valores entre a resistência e a temperatura. Assim, para cada valor possível da temperatura existe uma correspondência da resistência que o dispositivo apresenta. Não importa quão pequena seja a variação da temperatura que ocorra a partir de um certo valor, teremos sempre uma variação correspondente daresistência.
Isso significa que, entre os dois extremos de temperatura em que este sensor pode ser usado, existem infinitos valores possíveis. Dizemos, nestas condições, que a faixa de cobertura deste tipo de sensor é contínua e que existe uma analogia entre a temperatura e a resistência.
Trata-se, portanto, de um sensor que fornece uma saída analógica.
Podemos converter esta saída de resistência emoutras grandezas que também possam variar de maneira contínua, como uma pressão, nível de um reservatório, etc, em outras grandezas elétricas que possam variar também em faixas contínuas como a tensão e a corrente.
Podemos perfeitamente fazer com que a tensão varie de modo contínuo entre dois valores, entre os quais este sensor deve operar, conforme mostra a figura 3.

Evidentemente, nem sempreas coisas são assim simples: vamos supor que em lugar de convertermos a temperatura em resistência, desejemos fazer sua indicação por uma escala de LEDs, conforme mostra a figura 4.

Se cada LED indicar um grau e tivermos 10 LEDs para medir as temperaturas de 20 a 30 graus centígrados, é evidente que não podemos ter uma indicação de valores de temperaturas que não sejam representados pornúmeros inteiros. O sistema não consegue indicar 22,4 ou 22,6 graus centígrados. Ou ele indica 22 ou 23.
Se quisermos ter maior precisão na indicação com este tipo de indicador, precisamos de mais LEDs. Com 20 LEDs podemos ter a indicação de meio em meio grau na escala indicada. No entanto, o que fica claro é que, com este sistema, as indicações só podem ocorrer "aos saltos" e que esses saltos temvalores bem definidos.
Dizemos que, neste caso, a indicação ocorre de uma forma discreta e os LEDs acesos podem ser associados quantidades bem definidas ou dígitos. Assim, se vamos usar uma representação digital na forma binária, podemos associar os 10 estados indicativos dos LEDs por uma escala, que é mostrada na figura 5.

Como temos 10 estados possíveis para os LEDs, quatro bits são suficientespara representá-los todos. No entanto, se precisarmos de uma definição maior para as indicações, por exemplo, com 20 LEDs e indicação de meio em meio grau precisaremos de pelo menos 5 bits.
Na prática, as indicações que fazem a cobertura de uma escala com poucos pontos não é interessante, pois não significam uma boa precisão. Quanto mais pontos tiver a "escada" de indicações ,melhor será a...
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