Convertidor ADC y DAC

Convertidor ADC y DAC

1. Dispositivos que conviertes las señales Digitales en Analógicas y viceversa

   • DAC
     • Interviene
       • Tiempo de conversión
         • Tiempo transcurrido en el que se inicia la conversión y la salida de la señal final
       • Velocidad de conversión
         • Frecuencia a la cual trabajo el convertidor 
       • Nivel cuántico
         • Parte discreta de la entrada analógica  que corresponde a 1 bit de la representación digital, denotada como 2^n
       • Resolución
         • Capacidad de convertidor para poder detectar cambios minimos en la entrada y mostrarla en la salida. Limitada por le numero de bits
       • Exactitud
         • Representación verdadera de la entrada con respecto a la salida, el error de la exactitud puede deber a ruido, desplazamiento etc.
       • Precisión
         • Habilidad para repetir mediciones sucesivas.
     • Es un circuito de interfaz esencial entre los sistemas digitales y los dispositivos de tipo analógico.
       • Algunos métodos pueden ser:
         • Donde un bit de información represente un valor de salida
           • Principio del DAC
         • Usando un red ponderada de resistores y un amplificador operacional sumador
           • El dato digital que se convertirá se usara para excitar los interruptores electrónico. Así dependiendo los interruptores activados mandaran el voltaje final de salida, haciendo estos varias veces se obtendrá la señal analógica
           • DAC de 8 bits que usa una red ponderada binaria
         • El sistema de red de escalera R-2R
           • Se usa un arreglo de interruptores, los cuales dependiendo de la entrada digital, accionara dichos interruptores mandando un señal que sera interpretada como analógica
           • Ventajas
             • Solo se usan dos valores de resistores
             • Se pude extender el numero de bits
             • El valor absoluto de los resistores no es importante, solo que la relación sea exacta
             • La red de resistencias se puede hacer muy fácil mente
           • Diagrama Escalera R-2R
         • interruptores de corriente cuádruple
           • Se usa un grupo de transistores que controlan por medio de la entrada digital para conducir corrientes en la relación binario de 8, 4, 2, 1.
           • DAC de 4 bits
       • Los parámetros importantes para los DAC son:
         • Resolución
           • Habilidad para distinguir entre valores adyacentes de la entrada (Valores lo mas cercanos entre si)
         • Linealidad
           • Cantidad de Error en la salida analógica entre valores adyacentes de la entrada, con mas-menos 0.5 máximo del valor LSB
         • Monotonicidad
           • Salida creciente por cada valor creciente de entrada digital
         • Tiempo de asentamiento
           • Medida de la velocidad con la cual el convertidor decodifica una entrada digital en su valor analógico
       • Aplicaciones
         • Instrumentación y control automático:
           • Para propósitos de graficación, indicación o monitoreo, alarma, etc.
         • El control por computadora de procesos o en la experimentación
           • se requiere de una interface que transfiera las instrucciones digitales de la PC al lenguaje de los actuadores del proceso que normalmente es analógico
         • En comunicaciones
           • Se traduce la información de los transductores de forma analógica original, a una señal digital
   • ADC
     • Toma una señal analógica la procesa y la convierte en señal digital
       • Se clasifican en:
         • Lazo Abierto
           • Voltaje a frecuencia, amplitud de pulso o simultaneo 
           • Voltaje de Frecuencia
             • Usado si no se ocupa gran exactitud
             • Se usa un Oscilador Controlado por Voltaje, un reloj, un generador de pulsos, todo a una compuerta AND y un Contador para crear la salida digital
           • Voltaje de Ancho de pulso
             • El voltaje aplicado a la entrada (CA) corresponderá al ancho de pulso de la salida (CC)
           • Conversión Simultánea
             • Método para hacer conversiones mas rápidas
             • Usa Comparadores de Voltaje
               • Corresponde a un nivel discreto de voltaje de entrada
             • Se requieren 2^n -1 comparadores
               • n es el numero de bits de información binaria. por lo que entre mas bits se información se use mas comparadores de necesitaran
           • Diagrama general de un ADC en lazo abierto
         • Lazo Cerrado
           • -Una rampa y contador -Rampa dual -Aproximación sucesiva
           • Una Rampa y Contador
             • La entrada se compara con una rampa lineal
               • La rampa y el Voltaje de entrada cuando sean iguales usando un contador mostrara el valor final de su salida en relación con la entrada
             • Para exactitud media y velocidad lenta
           • Rampa dual y contador
             • Tiene a corregir la no-linealidad que se presenta en el convertidor de Rampa contador
             • Se empela en los voltímetros digitales
             • Diagrama del ADC de la Rampa dual y contador
           • Aproximación sucesiva
             • Necesario un programador lógico registrador y un convertidor
             • ofrece seguridad razonable entre la complejidad y la velocidad del sistema
             • Diagrama del ADC de aproximación sucesiva
           • Diagrama general de un ADC en lazo cerrado
       • Necesario el Muestreo y Sostenimiento
         • Para que la conversión se realice se toman muestras, y estas se mantienen para poder hacer correctamente la conversión  
       • Aplicaciones
         • Microprocesadores PIC, Sistemas de telecomunicación, control, medición, Sensores de temperatura, proximidad
       • Ventajas
         • 1._ Son menos susceptibles al ruido 2._Gran capacidad de almacenamiento digital 3._Se puede Procesar 4._ Permite compresión para reducir la capacidad de almacenamiento
       • Desventajas
         • 1._ Se necesita un convertidor ADC 2._ Hay errores de cuantificación
   • Convertidor de Códigos
     • Circuitos lógicos, formados usualmente con compuertas, que convierten la información digital de una forma codificada a otra
       • Los codificadores mas comunes son el DCB a decimal y el DCB a 7 segmentos
         • TTL
           • 7442: DCB a decimal
           • 74141: DCB a decimal
           • 7447: DCB a 7 segmentos
         • CMOS
           • 4028: DCB a decimal
         • Ejemplos de codificadores
       • Los convertidores de código de decimal o hexadecimal a alguna otra codificación se denominan CODIFICADORES

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