Conversión A/D-D/A 1Electrónica

Universidad

Rey Juan Carlos

Electrónica Digital

Norberto Malpica Susana Borromeo LópezJoaquín Vaquero López

Tema 9. Conversión A/D-D/A

Conversión A/D-D/A 2Electrónica

1. Introducción

2. Conversión A/D

3. Conversión D/A

Contenido

Conversión A/D-D/A 3Electrónica

1. Introducción

• Las variables analógicas requieren una transformación a digital para ser

tratadas

Cada valor de la señal tiene que estar representada por un código

diferente

Conversión Analógico-Digital (A/D)

• Las medidas obtenidas en un sistema digital existen en forma de un

código

Para utilizar esta información como señal eléctrica necesitamos

asociar a cada código una tensión o corriente específicas

Conversión Digital-Analógico (D/A)

Conversión A/D-D/A 4Electrónica

Introducción

01100100110010

Circuito

digital

Conversión A/D

Sonido

Sonido

V

t

Los circuitos digitales operan con

señales consistentes en ceros y unos

Convertidor

analógico

digital

Convertidor

digital

analógico

Ampli

V

t

Conversión D/A

Conversión A/D-D/A 5Electrónica

2. Conversión A/D

V

t

Cada cierto tiempo (T) mido cuanto vale la tensión

T

Z

X

Digital

Analógico

Periodo de muestreo

Digital: Discontinua en tiempo Digital: Discontinua en amplitud

Resolución:

Incremento mínimo

de la medida

r

Conversión A/D-D/A 6Electrónica

Conversión A/D

T

1 bit de resolución La señal valdrá 0 ó 1

0

1

Un bit

t

Conversión A/D-D/A 7Electrónica

Conversión A/D

T

2 bits de resolución La señal valdrá 0, 1, 2, 3

00

01

10

11

t1=0 t2=1 t3=2 t4=3 ti=2

Se añade este bit

t

Conversión A/D-D/A 8Electrónica

Conversión A/D

T

3 bits de resolución La señal valdrá {0, …, 7}

000

010

100

110

t1=0 t2=1 t3=2 t4=3 ti=2

Los valores irán multiplicados por una escala

para que se correspondan con el valor real

001

011

101

111

Se añade

este bit

t

Conversión A/D-D/A 9Electrónica

Conversión A/D

• Representación biunívoca mediante varios dígitos de los diferentes

estados o niveles finitos de un convertidor

• Generalmente se emplean códigos binarios

• Códigos binarios unipolares:

Binario directo, decimal codificado en binario (BCD), Gray

• Códigos binarios bipolares

Binario con signo, complemento a 1, complemento a 2…

Codificación de la salida

Conversión A/D-D/A 10Electrónica

Procedimiento de conversión

Conversión directa

Conversión indirecta

paralelo o flash

rastreador

aproximaciones sucesivas

integradores o de rampas

Sobre muestreo

tensión – tiempo(V/T)

tensión – frecuencia (V/f)

Conversión A/D

Tipos de convertidores A/D

Conversión A/D-D/A 11Electrónica

Conversión A/D

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Códigon bit

2n-1 n

R

1/2VLSB

Vref

Vin

S

C1

C2

CN-3

CN-2

CN-1

R

R

R

R/2

R/2N = 2

n

.

.

.

Ejemplo: Convertidor paralelo

Conversión A/D-D/A 12Electrónica

3. Conversión D/A

Un código de entrada es transformado en una tensión o corriente determinada

Correspondencia entre 2n códigos de entrada y 2n tensiones discretas

de salida, a partir de una referencia de tensión

000 001 010 011 100 101 110 111

CD/A

SEÑAL DISCRETASALIDA

0

1,0

CÓDIGO DIGITALENTRADA

0,1428

REAL, n = 3

1 LSB

0,2857

0,4286

IDEAL, n

0,5714

0,7142

0,8571

V

SALIDACONVERTIDORDIGITAL-

ANALÓGICO

CÓDIGO DIGITAL

ENTRADA

ref

Conversión A/D-D/A 13Electrónica

Conversión D/A

• La conversión D/A consiste en obtener una tensión o corriente mediante la división o multiplicación de una tensión, corriente o carga eléctrica de referencia por una cantidad dependiente del código de entrada

• La suma ponderada de corrientes o tensiones se realiza en la práctica mediante fuentes de referencia de tensión y/o corriente y una red de interruptores, resistencia y/o condensadores

• Existe una gran cantidad de circuitos convertidores

• De elementos ponderados en binario

• De código de termómetro

• De redes de escalera (ladder)

• Convertidores de tensiones o corrientes segmentadas

• Convertidores Sigma-Delta

Tipos de convertidores

Conversión A/D-D/A 14Electrónica

Conversión D/A

bi2R2

VI

1n

0i

i

nref

o

bi22

VV

1n

0i

i

nref

o

2R

4R

2n R

bn-1

bn-2

b0

MSB

LSB

Vref

Io

R

Vo

Io/2n

Io/2

Io/4

+

Sn-1

S0

Sn-2

Convertidor

I/V

Red de Resistencias

ponderadas en binario

Ejemplo: Convertidor de resistencias ponderadas

Conversión A/D-D/A 15Electrónica

Conversión D/A

Salida

analógica

Entrada

digitalFILTRO DIGITAL DE

INTERPOLACIÓN

MODULADOR

DIGITAL

C D/A

de

1bit

FILTRO

ANALÓGICO

DE SALIDA

16bit, 8kHz 16bit, 1MHz 1bit, 1MHz Salida discreta,

+Vref ó Vref

DS

Audio Profesional:

• Alta resolución

• Muy buena linealidad

• Bajo coste

Convertidor Sigma-Delta