15-_Conversores_ADC.pptx
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Claudia Leonor Rueda Guzmán
TRA
NS
DU
CTO
R
Variable física
AD
C
SISTEMA DIGITAL D
AC
Actuador Control de la variable Física
Claudia Leonor Rueda Guzmán
Vsal= K x Entrada digital
K es un factor de proporcionalidad
Entrada Digital Salida análoga
0000 0
0001 1
0010 2
0011 3
0100 4
0101 5
0110 6
0111 7
1000 8
1001 9
1010 10
1011 11
1100 12
1101 13
1110 14
1111 15
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ Un CDA de 5 bits tiene una corriente de salida de 10 mA para una entrada de 10100. ¿Cual es el valor de la salida para entrada 11101?
10100 = 20
Isal= 10mA para la entrada 20 el factor de proporcionalidad es 0,5 mA. De este modo Isal= (0,5mA) x 29 = 14.5 mA
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ La salida análoga no es continua sino discreta a pesar de ser con valores diferentes a los binarios
Pseudoanaloga
¤ Cada Entrada está ponderada como un dato binario en el ejemplo anterior
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ Es la menor variación que pede ocurrir en la salida como resultado de un cambio digital a la entrada
¤ Se conoce también como tamaño del paso
¤ Es el valor de K o constante de proporcionalidad
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ Porcentaje de salida a entrada completa ¤ El ejemplo anterior tiene una salida a escala completa de 15V ¤ Y el tamaño del paso es de 1 V
Resolución porcentual = tamaño de paso/escala completa X 100%
Resolución porcentual = 1 V / 15V X 100% = 6,67%
Mientras mas bits a la entrada se tiene la resolución porcentual es menor
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ Para un CDA de 10 bits la resolución porcentual es = Rp = 1/ ( 210 -1) X100 = 0,1%
Resolución porcentual = ( 1 / numero total de pasos ) X 100%
Claudia Leonor Rueda Guzmán
De 0 a 2 mA, producen de 0 a 1000 rmp, si se desea que el cambio mínimo de velocidad sea de 2 rpm, de cuantos bits es el DAC?. Para que 1000 rpm/2 rpm Dan 500 pasos. Para que 0-2mA den 500 pasos. Se deben usar 2n-1 = 500 Entonces el que nos Sirve es = 512-1 => 9 BITS.
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ Los valores van de 0 a 99
¤ Por Ejemplo = Si A0 = 0,1 V. ¤ Tamaño del paso
¤ Es de 0,1V ¤ Salida a Escala Completa
¤ Hay 99 pasos. = 99*0,1V = 9,9 V. R% = (Tamaño del paso / Valor a escala completa) x100% R% = (0,1v/9,9 v) x100% = 1%
¤ Salidas para 01011000 = 58 x0,1 = ¤ 5,8 V
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ Para números positivos y negativos.
¤ Por ejemplo de 6 bits ¤ 64 valores
¤ De -32 = 100000 hasta 011111 =+ 31 ¤ Con una resolución de 0,2 V = va de -6,4 V a 6,2 V
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ Resolución ¤ Esto depende únicamente del numero de bits.
¤ Un DAC de 10 bits tiene mejor resolución que uno de 8 bits
¤ Precisión ¤ Esta medición esta dada por dos medidas
¤ El error a escala completa ¤ Error de linealidad
¤ Esto generalmente se expresa como un porcentaje de la salida a la escala completa del Conversor %FS
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ El error a escala completa es la desviación máxima de la salida de su valor ideal
¤ Tiempo de estabilización ¤ El tiempo que demora en pasar desde 0 a escala
completa ¤ Tiempo que se tarda la salidas en estabilizare dentro de
un intervalo de 5mV del valor de su escala completa ¤ Generalmente va de 50 ns a 10 µs
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ Monotonicidad ¤ Un DAC es monotonico cuando su salida se incrementa a medida que se
incrementa la entrada binaria de un valor al siguiente. ¤ Es decir la salida tipo escalera no tendrá escalones descensetes a medida
que se incrementa la entrada binaria de 0 a escala completa
¤ Offset
¤ Tiempo de estabilizacion
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ Se tiene una frecuencia de reloj de 1 Mhz. El DAC = 10,23V y 10 bits a la entrada. Determine ¤ Salida digital para VA = 3.238 V ¤ Tiempo de conversión ¤ Resolución del converso.
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ El DAC tiene una entrada de 10 bits y una salida a máxima escala de 10.23 V. ¤ El numero total de combinaciones es de 210-1 = 1023 Por
lo tanto el tamaño del paso en todo conversor ADC => ¤ Tamaño del paso = Vmax/(nbit-1) = 10,23V/1023 =
¤ 10 mV por paso
¤ Si tenemos que para cada bits es 10mV es decir para ¤ 1 – 10 mv ¤ X - 3,72V => = 3,72 V / 10 mv = 372,81 = 0101110100
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ Si se demoro entonces aproximadamente 373 escalones a 1 µs por paso = 373 µs en total
¤ La resolución del conversor es el tamaño del paso en porcentaje ¤ 1/1023 x100 % = 0,1%
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ En el Conversor de rampa el tamaño del paso esta dado por el tamaño del paso de DAC
¤ Siempre hay una diferencia entre el valor real análogo y el convertido.
¤ Error de cuantizacion se busca que sea menor a ½ LSB
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ Inicia con el pulso de inicio y finaliza con el final de conversión
¤ Esta valor depende del valor análogo de la entrada ¤ Tcmax = 2n-1 ciclos de reloj
¤ Ejemplo ¤ Tcmax = 1023 ciclos de reloj para 10 bits ¤ Promedio = tcmax/2
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ Digitalizar lo datos ¤ Pasarlos de análogo a digital
¤ Adquisición de datos ¤ Pasar los datos digitalizados a un procesador
¤ Muestreo ¤ Proceso de toma de datos en un punto determinado
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ La señal debe muestrearse a una velocidad mayor al doble del la frecuencia de la señal a muestrear.
Fs> F*2
Claudia Leonor Rueda Guzmán
Se tiene una onda senoidal de 1,9 Khz o T= 526 µs. Que se va DIgitalizar.
Utilizamos una frecuencia de muestreo de 2Khz. O 500 µs.
Claudia Leonor Rueda Guzmán
En los puntos de muestreo se ve que se forma es una onda cosenoidal pero con una frecuencia de 100Hz o T = 10ms.
Si se esta digitalizando audio por ejemplo sonaría a 100 Hz en vez de 1,9 Khz porque al reconstruir la señal da una señal es de 100Hz
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ Requiere mucha circuiteria interna
¤ Es el mas rápido ya que no requiere contador
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ Conversor Ascendente y Descendente de Rampa Digital
¤ Empieza la rampa descendente si el valor de voltaje es mayor de un valor medio del referencia, con esto disminuye la velocidad.
¤ E inicia la próxima conversión desde el dato que tiene almacenado
Claudia Leonor Rueda Guzmán
¤ ADC integrador de pendiente dual ¤ Bajo costo pero es
mas lento ¤ HT46R74D-1, un
nuevo microcontrolador (MCU) OTP de 8 bit de tipo A/D con pendiente dual, que incluye 4 K de memoria de programa OTP, 96 bytes de memoria de datos, dos temporizadores (uno de 18 bit y otro de 8 bit) y un reloj en tiempo real (RTC).