Eletrônica Digital

Prof. Gilson Yukio Satosato[at]utfpr[dot]edu[dot]br

Conversores A/D

Prof. Gilson Yukio Satosato[at]utfpr[dot]edu[dot]br

Conversão Analógico/Digital

Filtros A/DS/H

Conversão Analógico/Digital

01101 ... 0101

11001 ... 000110010 ... 0101S/H

A/D

ANALÓGICO DISCRETO DIGITAL

...

On the fly

Amostragem

• Amostras do sinal analógico são digitalizadas– As amostras devem ser tantas que a

freqüência de amostragem (fa) seja pelo menos o dobro da freq üência do sinal a ser convertido (f) – Teorema de Nyquist

fa > 2xf

Amostragem

• Se poucas amostras são usadas (fa<2f), o sinal recuperado dessas amostras não será fiel ao sinal digitalizado

• Se tivermos mais amostras precisaremos mais memória para armazená-las e mais capacidade de processamento

Amostragem

Amostras (a...h)

Sinal Recuperado

(Tocci, 2007)

Alising

(Tocci, 2007)

Sample and Hold (S/H)

Freqüência de amostragem

BufferBuffer

(Tocci, 2007)

Amplificador Não-Inversor

+

_

vivo

Ri

Rf

vo/vi = 1 + (Rf/Ri)

vo = vi

+

_

vivo

Comparador

+

-

+V

-V

V1

V2

VS

Se V1>V2 então

VS=+V

Se V2>V1 então

VS=-V

Se V1=V2 então

VS=0V

Conversor Rampa DiscretaConversor rampa digital ou tipo contador

(Tocci, 2007)

(Tocci, 2007)

Conversão Rampa Discreta

• Não é comercial (lento)• A resolução é:

R = FS/(2n – 1), onde n = no bits do contador

• O tempo máximo de conversão é:tcmáx = (1/fclock) x (2n – 1)

• O tempo de conversão não é constante, depende de VA

Exercício

• Para um conversor A/D rampa discreta de 4 bits e FS=6V e clock de 1MHz, calcule:– resolução

– tempo máximo de conversão– o valor digital para uma entrada de 2,2V– o tempo necessário para converter 2,2V

– o valor digital para uma entrada de 4,2V– o tempo necessário para converter 4,2V

Conversor A/D por Aproximação Sucessiva

1000

0100

1100

0010

0110

1010

1110

0011

0001

0111

0101

1011

1001

1111

1101

0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111

>

<

(Tocci, 2007)

Aproximação Sucessiva

• Comercial (p.ex. ADC0804)• A resolução é:

R = FS/(2n – 1), onde n = no bits do conversor

• O tempo de conversão é (≠ Tocci):tc = (1/fclock) x (n + 1)

• O tempo de conversão constante, independe de VA

Exercício• Para um conversor A/D aproximação

sucessiva de 4 bits e FS=6V e clock de 1MHz, calcule:– resolução– tempo de conversão– o valor digital para entradas de 2,2V e de

4,2V– a seqüência de palavras binárias

percorridas pelo sistema na conversão de 2,2V e 4,2V

ADC 0804

(Tocci, 2007)

Conversor A/D Flash

(Tocci, 2007)

Conversor A/D Flash

(Tocci, 2007)

Conversor Flash• Comercial (integrado com processador)• A resolução é:

R = FS/(2n – 1), onde n = no bits do conversor

• O tempo de conversão é dado pelos atrasos do sistema

• O tempo de conversão constante, independe de VA

• Construção complexa– no de comparadores = (2n – 1)

Exercício

• Para um conversor A/D flash de 8 bits e FS=5V, calcule:– resolução– número de comparadores

– o valor digital para entradas de 2,2V e de 4,2V