Conversor

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Conversores Analógico-Digital (ADCs)
Aspectos Gerais da Conversão AnalógicoDigital. Técnicas de Conversão Analógico-Digital. Circuitos de Amostragem e Retenção. Características de um Conversor AnalógicoDigital. Teste de Conversores Analógico-Digital.

Conversores Analógico-Digital
Aspectos Gerais da Conversão Analógico-Digital
Um conversor analógico-digital é um dispositivo que utilizasímbolos constituídos por um conjunto de dígitos binários (‘bits’) para representar valores contínuos de tensão. Esta representação é feita de acordo com uma característica de transferência pré-estabelecida. A conversão Analógico-Digital pode ser dividida em duas etapas: 1ª Amostragem – o sinal analógico é periodicamente amostrado sendo posterioremente convertido num valor discreto (numérico). 2ªQuantificação – processo de conversão num número digital. do sinal amostrado

Conversores Analógico-Digital
Aspectos Gerais da Conversão Analógico-Digital
Código de N bits na Saída 2N-1

Característica de transferência de um ADC bipolar ideal de N bits com compensação do erro de quantificação.

2N-1

Nível de Quantificação

L(i)

Tensão na Entrada [V] Vt (i) V t (i+1) - V REF / 2 0 V REF/ 2

No eixo das abcissas representa-se o valor da tensão na entrada e no eixo das ordenadas o número (código) atribuído a esse valor de tensão.

Conversores Analógico-Digital
Aspectos Gerais da Conversão Analógico-Digital

A gama de tensões na entrada, no intervalo de limites ± VREF /2, e o número de bits, N, definem a característica de transferência.

Cada código na saída do conversorcorresponde a um intervalo contínuo de valores de tensão na entrada. Para um conversor de N bits as tensões de entrada são igualmente distribuídas por 2N conjuntos diferentes. As fronteiras entre esses conjuntos são designadas de tensões de transição,
− Vt(i), com i = 1,2,...,2N−1.

Conversores Analógico-Digital
Aspectos Gerais da Conversão Analógico-Digital
Cada par contínuo de tensões detransição define um nível de quantificação. A largura desses níveis representa-se pela variável:

L(i ) = Vt (i + 1) − Vt (i ), com i = 1,2,...,2 N − 2,
que é, num conversor ideal, igual para todos os códigos
− de saída com excepção do código 0 e 2N−1 aos quais está

associado apenas metade desse valor.

Conversores Analógico-Digital
Aspectos Gerais da Conversão Analógico-Digital
SendoVin o sinal analógico de entrada, tem-se para a tensão quantificada o valor:
' Vin = Vin ± V x ,
LSB – Least Significant Bit

1 1 − V LSB ≤ V x < V LSB , 2 2

V LSB =

V REF 2
N

.

−1

Tendo em conta as expressões anteriores, constata-se que uma mesma palavra digital de saída representa um intervalo de valores analógicos de tensão de entrada. Este facto leva ao que vulgarmente sedesigna de erro de quantificação.

Conversores Analógico-Digital
Técnicas de Conversão Analógico-Digital
Classificação de ADCs: Integradores ou não integradores. Com ou sem utilização de conversores digitalanalógico (DACs). Integradores - Boa imunidade ao ruído:
Rampa (Simples, Dupla e Tripla). Sigma-Delta (Σ-∆). Σ ∆).

Não Integradores - Maior rapidez de conversão:
Contador (Up, Up-Down).Flash ou Paralelo. Aproximações Sucessivas. Redistribuição de Carga.

Conversores Analógico-Digital
Técnicas de Conversão Analógico-Digital Classificação de ADCs
Com DACs:
Contador (Up, Up-Down). Aproximações Sucessivas. Redistribuição de Carga. Sigma-Delta (Σ-∆). Σ∆

Sem DACs:
Rampa (Simples, Dupla e Tripla). Flash ou Paralelo.

Conversores Analógico-Digital
Técnicas de ConversãoAnalógico-Digital
Conversor Baseado num Contador Diagrama de Blocos
Contador Binário Sinal Analógico + Gerador Relógio Iniciar Conv. Down/Up Clk N..........3 2 1
1 2 3 . . . . N

Conv. Completa

Saída Digital

DAC
Saída Analógica

Conversores Analógico-Digital
Técnicas de Conversão Analógico-Digital
Conversor Baseado num Contador No início de um processo de conversão o contador...
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