Tipos de Convertidores

CONTROL DIGITAL alumno: Luis Ángel Alegría Jiménez Profesor: M.I. Jorge Alberto Acosta Alejandro

Convertidores A/D Un convertidor analógico / digital (ADC) toma el  voltaje analógico de entrada y después de un cierto tiempo genera un código digital de salida, que representa la magnitud de esa entrada analógica. Este proceso, es más complejo que la conversión digital-analógica, dado que se deben tener en cuenta varias consideraciones respecto a la señal a convertir, como así también se requieren varias etapas de procesamiento para lograrlo.

Proceso de digitalización de una señal analógica

Muestreo 

El muestreo es la conversión de una señal en tiempo continuo a una señal en tiempo discreto obtenida tomando muestras de la señal en tiempo continuo en instantes de tiempo discreto.

Cuantificación 

la cuantificación se encarga de medir individualmente el nivel del  voltaje o tensión de todas las muestras de amplitud continua obtenidas en el proceso de muestreo.

Codificación 

En la codificación, a cada nivel de cuantificación se le asigna un código binario distinto, con lo cual ya tenemos la señal codificada y lista para ser transmitida.

Circuitos de muestreo y retención Estos circuitos son los encargados de tomar una muestra (durante un intervalo de tiempo) de la tensión analógica a convertir y el posterior mantenimiento del valor obtenido, durante el tiempo necesario para que se lleve a cabo la conversión A/D.

Convertidor A/D flash (paralelo) El convertidor flash o paralelo es un ADC de mayor velocidad disponible. Este convertidor consta de N comparadores a los cuales se le introducen dos señales simultaneas, una es la señal analógica ya muestreada y la otra una tensión de referencia distinta para cada comparador.

Etapas de conversión

Calculo de voltajes de referencia en cada comparador 

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Los conversores Flash consisten en 2^N-1 comparadores que se encargan de identificar el voltaje analógico de entrada, es decir la entrada es aplicada a comparadores que tienen como referencia n* resolución de voltaje, donde n es el numero comparador . Así si tenemos un conversor de 3 bits y si convertimos de 0-1V: comparadores (2^N)-1=(2^3)-1=7 comparadores Resolución de voltaje=(1-0)/(2^3)=0.125V  Voltaje de referencia del comparador 1=n*resolución de voltaje=1*0.125=0.125V  Voltaje de referencia del comparador 2=2*0.125=0.25V  Voltaje de referencia del comparador 3=3*0.125=0.375V  Voltaje de referencia del comparador 4=4*0.125=0.5V  Voltaje de referencia del comparador 5=5*0.125=0.625V  Voltaje de referencia del comparador 6=6*0.125=0.75V  Voltaje de referencia del comparador 7=7*0.125=0.875V

Codificador de prioridad la codificación con prioridad consiste en que se da prioridad a la línea activa de mayor peso dentro del conjunto de líneas de entrada.

Funcionamiento del codificador

Codificadores de prioridad en el mercado   

74147, 74148 MC10319 CD4532B

Texas Instruments Motorola Texas Instruments

Código en VHDL para el codificador library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity CodConPrioridad8a3 is port (D: in std_logic_vector(7 downto 0); G: in std_logic; SALIDAS: out std_logic_vector(2 downto 0)); end CodConPrioridad8a3; architecture funcional of CodConPrioridad8a3  is begin SALIDAS <= “000”  when G/=‘1’ else “000” when D(0) = ‘1’ else “001” when D(1) = ‘1’ else “010” when D(2) = ‘1’ else “011” when D(3) = ‘1’ else “100” when D(4) = ‘1’ else “101” when D(5) = ‘1’ else “110” when D(6) = ‘1’ else “111” when D(7) = ‘1’ else “000” end funcional;

Convertidor A/D flash (paralelo) 

 Ventajas - Sin componentes Capacitivos - Sin Contadores ni Relojes - Tiempo de Conversión extremadamente bajo

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Desventajas - Electrónica más compleja cuando “n” crece - Mayor costo cuando “n” crece

“Cantidad de Comparadores = 2n – 1”