Resumo Artigo ADC/SAR

Introdução; Conversor Analógico digital(SAR):

Registrador de Aproximação Sucessiva (SAR) é um dos principais conversores analógicos digitais, é normalmente utilizado para conversões de média resolução. A resolução mais comum para este tipo de conversor é entre 8 à 16 bits. Seu consumo de energia é baixo, e sua estrutura ocupa pouco espaço. Estas características tornam seu funcionamento ideal para equipamentos portáteis. Na figura a seguir podemos observar um diagrama simples de uma aplicação do conversor analógico digital SAR:

Figura 1 - Diagrama em bloco de um sistema que utiliza o conversor analógico (SAR).

A entrada de sinal pode ser tanto AC como DC, o amplificador aumenta o ganho de sinal e a impedância de entrada funcionando como um isolador, o filtro e necessário para minimizar ruídos e diminuir os erros de conversão. O conversor pode ser externo ou interno a um micro-controlador. O DAC ou PWM realiza o processo inverso, mas este não é o foco do trabalho.

Desenvolvimento; Arquitetura do ADC SAR:

Figura 2 - Arquitetura simplificada do N-bit SAR.

O sinal passa pelo seletor de frequência de amostragem (TRACK/HOLD). Para utilizar a lógica binária o registrador é inicializado para o modo “midscale”. Isto é, o bit MSB é 1. Quando isso ocorre a tensão de saída do DAC (VDAC) é igual a VREF/2, onde VREF é a tensão de referência do conversor. A comparação é determinada entre o ultimo valor de VIN e o VDAC. Se VIN for maior que VDAC a saída é igual ao nível lógico alto e o MSB permanece em 1, se VIN for menor que VDAC a saída é igual ao nível lógico baixo e o MSB muda para 0. O controle lógico do SAR move para o próximo bit, e força este para nível lógico alto e executa a próxima comparação. A seguência continua até o bit menos significativo LSB. Terminada a conversão o registrador N-BIT está disponível para leitura.

Na figura a seguir podemos observar um exemplo de conversão de um sinal por um convesor SAR de 4 bits