Convertidores Digital

Convertidores Digital-Analógico.
Dado un valor digital obtener un valor analógico (Tensión o intensidad) correspondiente
Hay dos grupos: Serie / Paralelo.
Se distinguen en cómo proporciona el dispositivo digital el valor que desea convertir a una señal
analógica. Trataremos entonces solo los paralelos.
Problema: dar en una salida analógica un valor equivalente al codificado en un formato de bits.
Primera aproximación: Organizar un sumador resistivo de forma ponderada. Esto quiere decir organizar
un conjunto de resistencias de manera que cada bit del formato binario sume sus 5 Vcc ó 0 Vcc a la señal
de salida. Debido a la falta de precisión de los dispositivos digitales, de modo que un 1 lógico no se
corresponde exactamente con 5 Vcc sino con un cierto margen a su alrededor (lo mismo para 0 lógico),
esta aproximación no se toma tal cual
Segunda aproximación: Utilizar, para alimentar el sumador resistivo, tensiones de referencia estables ( 5
Vcc y 0 Vcc) que serán seleccionadas por conmutadores gobernados por los bits correspondientes del
formato binario.
Convertidores Digital-Analógico de conversión secuencial o indirecta.
Transforman el valor digital a una salida interpretable analógicamente.
1º Convertidor de modulación de anchura de impulso. Genera una señal cuadrada de periodo constante,
pero la anchura del pulso (el semiperiodo positivo de cada periodo) es proporcional al valor binario a
convertir.
2º Convertidor de frecuencia variable. Genera una señal cuadrada de frecuencia (periodo) variable
proporcional al valor binario a convertir.
Variables paraméticas de un Conversor Digital / Analógico
-
Código
Resolución
máxima variación de salida/precisión del formato binario.
Tiempo de conversión ó número máximo de conversiones por unidad de tiempo.
Características de funcionamiento:
- Asimetría.
- Ganancia.
- Linealidad.
Convertidores Analógico Digitales
En primer lugar se pueden clasificar en cuanto a cómo dan la salida digital:
1.
2.
3.
Salida Paralelo
Salida Serie
Salida Temporal.
Los dos primeros dan una salida binaria cuyo valor es proporcional o equivalente al valor de la señal
analógica en el momento de tomarlo. En principio, la forma de obtener lo no va a propiciar que luego se
de la salida en paralelo o secuencialmente (bit tras bit) así que en cuanto a forma de obtener este valor no
va a haber diferencia.
Los convertidores de salida temporal no van a dar como resultado un valor binario, sino una señal digital
a partir de cuyo análisis se podrá obtener este valor.
Convertidores de salida paralelo (serie)
1) Bucle abierto.
a) Actuación simultánea.
b) Actuación simultánea con propagación en serie.
2) Bucle cerrado.
a) Métodos de cuenta
i) Conversión digital-analógica
(1) Rampa binaria.
(2) Cuenta continua.
ii) Rampa analógica.
(1) Sencilla.
(2) Doble.
b) Aproximaciones sucesivas.
1) Bucle abierto.
Estos consisten en descomponer la señal de entrada mediante un conjunto de resistencias y
comparadores analógicos, generando un código resultante que determina el valor de la señal de
entrada.
a) Actuación simultánea.
Para obtener un código binario de n bits hay que disponer de 2 n comparadores y las
correspondientes resistencias.
b) Actuación simultánea con propagación en serie.
Se obtiene el valor digital en dos fases. Para ello se utilizan dos convertidores de n/2 bits y un
convertidor Digital-Analógico. Se presume de menor coste debido al menor uso de resistencias y
comparadores analógicos.
2) Bucle cerrado.
a) Método de cuenta.
Consisten en generar una señal analógica que va creciendo en valor progresivamente hasta
equiparare con la señal de entrada. En ese punto se determina el valor digital correspondiente.
i) Conversión Digital-Analógico.
En este métodos se utiliza un generador de pulsos, un contador, un convertidor digital analógico
y un comparador analógico. Cuando el comparador analógico cambia su salida (de menor a
mayor igual) el valor del contador se almacena en un registro de salida.
1) Rampa binaria.
Cada vez que se da con una comparación se comienza la siguiente desde cero.
2) Cuenta continua.
Se comienza la siguiente desde el valor actual del contador, incrementando o decrementando
éste según el resultado actual de la señal de entrada.
ii) Rampa analógica.
Prácticamente igual que el anterior solo que la señal analógica de referencia se genera
mediante un circuito analógico (un integrador analógico) que se puede poner a cero cuando
encajan ambas señales. Paralelamente un contador va llevando la cuenta. Lo que nos
devuelve el dispositivo es el número de impulsos desde que comenzó la comparación.
b) Aproximaciones sucesivas.
El esquema es completamente semejante al método con conversión D/A, solo que en este caso,
en lugar de explorar todas las posibilidades del contador, se van probando aproximaciones
sucesivas. Primero se compara la mitad del máximo valor de la señal de referencia con la señal
de entrada, esto da un resultado y con ello obtenemos el bit más significativo del valor binario
resultante. Después se prosigue con la mitad de la mitad...
Convertidores de Salida Temporal.
1) Convertidor Tensión-frecuencia:
Mediante un integrador y un comparador se convierte la tensión de entrada a un tren de pulsos de
amplitud constante, pero de frecuencia proporcional a aquella.
2) Convertidor Tensión-anchura: