![Conversor analógico-digital
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Un conversor (o convertidor) analógico-digital (CAD), (o también ADC del inglés
"Analog-to-Digital Converter") es un dispositivo electrónico capaz de convertir una entrada
analógica de voltaje en un valor binario, Se utiliza en equipos electrónicos como
ordenadores, grabadores de sonido y de vídeo, y equipos de telecomunicaciones. La señal
analógica, que varía de forma continua en el tiempo, se conecta a la entrada del dispositivo
y se somete a un muestreo a una velocidad fija, obteniéndose así una señal digital a la salida
del mismo.
Contenido
[ocultar]
• 1 Funcionamiento
• 2 Tipos de conversores usuales
• 3 Véase también
• 4 Enlaces externos
[editar] Funcionamiento
Estos conversores poseen dos señales de entrada llamadas Vref+ y Vref- y determinan el
rango en el cual se convertirá una señal de entrada.
El dispositivo establece una relación entre su entrada (señal analógica) y su salida (digital)
dependiendo de su resolución. Esta resolución se puede saber, siempre y cuando
conozcamos el valor máximo que la entrada de información utiliza y la cantidad máxima de
la salida en dígitos binarios. A manera de ejemplo, el convertidor análogo digital ADC0804
tiene la capacidad de convertir una muestra analógica de entre 0 y 5 voltios y su resolución
serán respectivamente:
Resolución = valor analógico / (2^8)
Resolución = 5 V / 256
Resolución = 0.0195v o 19.5mv.
Resolucion = LSB](https://image.slidesharecdn.com/conversoranalgico-101012192731-phpapp02/85/Conversor-analogico-1-320.jpg)
![Lo anterior quiere decir que por cada 19.5 milivoltios que aumente el nivel de tensión entre
las entradas nomencladas como "Vref+" y "Vref-" que ofician de entrada al conversor, éste
aumentará en una unidad su salida (siempre sumando en forma binaria bit a bit). Por
ejemplo:
Entrada - Salida
0 V - 00000000
0.02 V - 00000001
0.04 V - 00000010
1 V - 00110011
(5 V-LSB) - 11111111
[editar] Tipos de conversores usuales
• De aproximaciones sucesivas: Es el empleado más comúnmente, apto para
aplicaciones que no necesitan grandes resoluciones ni velocidades. Debido a su bajo
coste se suele integrar en la mayoría de microcontroladores permitiendo una
solución de bajo coste en un único chip para numerosas aplicaciones de control. El
conversor realiza una búsqueda dicotómica del valor presente en la entrada. Su
principal carencia es el elevado tiempo de conversión necesario.
• Flash: este conversor destaca por su elevada velocidad de funcionamiento. Está
formado por una cadena de divisores de tensión y comparadores, realizando la
conversión de manera inmediata en una única operación. Su principal desventaja es
el elevado costo.
• Sigma-delta: Tienen una velocidad máxima de conversión baja pero a cambio
poseen una relación señal a ruido muy elevada, la mayor de todos.
• Otros tipos de conversores igualmente utilizados son: rampa, doble-rampa, etc.
Conversor analógico-digital
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Un conversor (o convertidor) analógico-digital (CAD), (o también ADC del inglés
"Analog-to-Digital Converter") es un dispositivo electrónico capaz de convertir una entrada
analógica de voltaje en un valor binario, Se utiliza en equipos electrónicos como
ordenadores, grabadores de sonido y de vídeo, y equipos de telecomunicaciones. La señal
analógica, que varía de forma continua en el tiempo, se conecta a la entrada del dispositivo
y se somete a un muestreo a una velocidad fija, obteniéndose así una señal digital a la salida
del mismo.](https://image.slidesharecdn.com/conversoranalgico-101012192731-phpapp02/85/Conversor-analogico-2-320.jpg)
![Contenido
[ocultar]
• 1 Funcionamiento
• 2 Tipos de conversores usuales
• 3 Véase también
• 4 Enlaces externos
[editar] Funcionamiento
Estos conversores poseen dos señales de entrada llamadas Vref+ y Vref- y determinan el
rango en el cual se convertirá una señal de entrada.
El dispositivo establece una relación entre su entrada (señal analógica) y su salida (digital)
dependiendo de su resolución. Esta resolución se puede saber, siempre y cuando
conozcamos el valor máximo que la entrada de información utiliza y la cantidad máxima de
la salida en dígitos binarios. A manera de ejemplo, el convertidor análogo digital ADC0804
tiene la capacidad de convertir una muestra analógica de entre 0 y 5 voltios y su resolución
serán respectivamente:
Resolución = valor analógico / (2^8)
Resolución = 5 V / 256
Resolución = 0.0195v o 19.5mv.
Resolucion = LSB
Lo anterior quiere decir que por cada 19.5 milivoltios que aumente el nivel de tensión entre
las entradas nomencladas como "Vref+" y "Vref-" que ofician de entrada al conversor, éste
aumentará en una unidad su salida (siempre sumando en forma binaria bit a bit). Por
ejemplo:
Entrada - Salida
0 V - 00000000
0.02 V - 00000001
0.04 V - 00000010
1 V - 00110011](https://image.slidesharecdn.com/conversoranalgico-101012192731-phpapp02/85/Conversor-analogico-3-320.jpg)
![(5 V-LSB) - 11111111
[editar] Tipos de conversores usuales
• De aproximaciones sucesivas: Es el empleado más comúnmente, apto para
aplicaciones que no necesitan grandes resoluciones ni velocidades. Debido a su bajo
coste se suele integrar en la mayoría de microcontroladores permitiendo una
solución de bajo coste en un único chip para numerosas aplicaciones de control. El
conversor realiza una búsqueda dicotómica del valor presente en la entrada. Su
principal carencia es el elevado tiempo de conversión necesario.
• Flash: este conversor destaca por su elevada velocidad de funcionamiento. Está
formado por una cadena de divisores de tensión y comparadores, realizando la
conversión de manera inmediata en una única operación. Su principal desventaja es
el elevado costo.
• Sigma-delta: Tienen una velocidad máxima de conversión baja pero a cambio
poseen una relación señal a ruido muy elevada, la mayor de todos.
• Otros tipos de conversores igualmente utilizados son: rampa, doble-rampa, etc.
Introducción
En el mundo real las señales analógicas varían constantemente, pueden variar
lentamente como la temperatura o muy rápidamente como una señal de audio.
Lo que sucede con las señales analógicas es que son muy difíciles de manipular,
guardar y después recuperar con exactitud.
Si esta información analógica se convierte a información digital, se podría
manipular sin problema.
La información manipulada puede volver a tomar su valor analógico si se desea con
un DAC (convertidor Digital a Analógico)
Exactitud - resolución de un CAD
Hay que definir con que exactitud será la conversión entre la señal analógica y
la digital, para lo cual se define la resolución que tendrá.
Primero se define el número máximo de bits de salida (la salida digital). Este dato
permite determinar el número máximo de combinaciones en la salida digital. Este
número máximo está dado por: 2n donde n es el número de bits.
También la resolución se entiende como el voltaje necesario (señal analógica)
para lograr que en la salida (señal digital) haya un cambio del bit menos
significativo.(LSB)
Para hallar la resolución se utiliza la fórmula: Resolución = ViFS/[2n - 1]
Donde:
- n = número de bits del ADC](https://image.slidesharecdn.com/conversoranalgico-101012192731-phpapp02/85/Conversor-analogico-4-320.jpg)
![- ViFS = es el voltaje que hay que poner a la entrada del convertidor para obtener
una conversión máxima (todas las salidas son "1")
Enlaces relacionados
- Niveles lógicos
- Circuitos Lógicos
- Analógico - Digital
Ejemplo # 1 de convertidor Analógico - Digital
Si se tiene un convertidor analógico - digital (CAD) de 4 bits y el rango de voltaje
de entrada es de 0 a 15 voltios
Con n = 4 y ViFS = 15 Voltios
La resolución será = ViFS / [2n -1] = 15 / [24 - 1] =
15 / 15 = 1 voltio / variación en el bit menos significativo
Esto significa que un cambio de 1 voltio en la entrada, causará un cambio del bit
menos significativo (LSB) a la salida. En este caso este bit es D0. Ver la siguiente
tabla. De esta manera se construye una tabla de que muestra la conversión para este
ADC:
Entrada
Salida digital de 4 bits
analógica
Voltios D3 D2 D1 D0
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
9 1 0 0 1
10 1 0 1 0
11 1 0 1 1
12 1 1 0 0](https://image.slidesharecdn.com/conversoranalgico-101012192731-phpapp02/85/Conversor-analogico-5-320.jpg)
![13 1 1 0 1
14 1 1 1 0
15 1 1 1 1
Ejemplo # 2 de convertidor Analógico - Digital
Un ADC de 8 bits genera solo "1" (las 8 salidas en 1), cuando en la entrada hay un
voltaje de 2.55 voltios (entrada analógica máxima).
La resolución es = ViFS / [2n -1] = 2.55 / [28 - 1] =
10 miliVoltios / variación en el bit menos significativo
Se puede ver que mientras más bits tenga el convertidor más exacta será la
conversión
Si se tiene una señal de valor máximo de 15 voltios y aplicamos esta señal analógica
por diferentes convertidores analógico digital se puede tener una idea de la
variación de la resolución con el aumento del número de bits del convertidor
# de bits del
Resolución
ADC
4 bits 15 voltios / 15 = 1Voltio
8 bits 15 voltios / 255 = 58.8 miliVoltios
16 bits 15 voltios / 65536 = 0.23 milivoltios
15 voltios / 4294967296 = 0.0000035
32 bits
milivoltios
Esto significa que a mayor número de bits del ADC, un cambio más pequeño en la
magnitud analógica causará un cambio en el bit menos significativo (LSB) de la
salida, aumentando así la resolución
Enlaces relacionados
- Niveles lógicos
- Circuitos Lógicos](https://image.slidesharecdn.com/conversoranalgico-101012192731-phpapp02/85/Conversor-analogico-6-320.jpg)
Conversor analógico
- 1. Conversor analógico-digital De Wikipedia, la enciclopedia libre Saltar a navegación, búsqueda Un conversor (o convertidor) analógico-digital (CAD), (o también ADC del inglés "Analog-to-Digital Converter") es un dispositivo electrónico capaz de convertir una entrada analógica de voltaje en un valor binario, Se utiliza en equipos electrónicos como ordenadores, grabadores de sonido y de vídeo, y equipos de telecomunicaciones. La señal analógica, que varía de forma continua en el tiempo, se conecta a la entrada del dispositivo y se somete a un muestreo a una velocidad fija, obteniéndose así una señal digital a la salida del mismo. Contenido [ocultar] • 1 Funcionamiento • 2 Tipos de conversores usuales • 3 Véase también • 4 Enlaces externos [editar] Funcionamiento Estos conversores poseen dos señales de entrada llamadas Vref+ y Vref- y determinan el rango en el cual se convertirá una señal de entrada. El dispositivo establece una relación entre su entrada (señal analógica) y su salida (digital) dependiendo de su resolución. Esta resolución se puede saber, siempre y cuando conozcamos el valor máximo que la entrada de información utiliza y la cantidad máxima de la salida en dígitos binarios. A manera de ejemplo, el convertidor análogo digital ADC0804 tiene la capacidad de convertir una muestra analógica de entre 0 y 5 voltios y su resolución serán respectivamente: Resolución = valor analógico / (2^8) Resolución = 5 V / 256 Resolución = 0.0195v o 19.5mv. Resolucion = LSB
- 2. Lo anterior quiere decir que por cada 19.5 milivoltios que aumente el nivel de tensión entre las entradas nomencladas como "Vref+" y "Vref-" que ofician de entrada al conversor, éste aumentará en una unidad su salida (siempre sumando en forma binaria bit a bit). Por ejemplo: Entrada - Salida 0 V - 00000000 0.02 V - 00000001 0.04 V - 00000010 1 V - 00110011 (5 V-LSB) - 11111111 [editar] Tipos de conversores usuales • De aproximaciones sucesivas: Es el empleado más comúnmente, apto para aplicaciones que no necesitan grandes resoluciones ni velocidades. Debido a su bajo coste se suele integrar en la mayoría de microcontroladores permitiendo una solución de bajo coste en un único chip para numerosas aplicaciones de control. El conversor realiza una búsqueda dicotómica del valor presente en la entrada. Su principal carencia es el elevado tiempo de conversión necesario. • Flash: este conversor destaca por su elevada velocidad de funcionamiento. Está formado por una cadena de divisores de tensión y comparadores, realizando la conversión de manera inmediata en una única operación. Su principal desventaja es el elevado costo. • Sigma-delta: Tienen una velocidad máxima de conversión baja pero a cambio poseen una relación señal a ruido muy elevada, la mayor de todos. • Otros tipos de conversores igualmente utilizados son: rampa, doble-rampa, etc. Conversor analógico-digital De Wikipedia, la enciclopedia libre Saltar a navegación, búsqueda Un conversor (o convertidor) analógico-digital (CAD), (o también ADC del inglés "Analog-to-Digital Converter") es un dispositivo electrónico capaz de convertir una entrada analógica de voltaje en un valor binario, Se utiliza en equipos electrónicos como ordenadores, grabadores de sonido y de vídeo, y equipos de telecomunicaciones. La señal analógica, que varía de forma continua en el tiempo, se conecta a la entrada del dispositivo y se somete a un muestreo a una velocidad fija, obteniéndose así una señal digital a la salida del mismo.
- 3. Contenido [ocultar] • 1 Funcionamiento • 2 Tipos de conversores usuales • 3 Véase también • 4 Enlaces externos [editar] Funcionamiento Estos conversores poseen dos señales de entrada llamadas Vref+ y Vref- y determinan el rango en el cual se convertirá una señal de entrada. El dispositivo establece una relación entre su entrada (señal analógica) y su salida (digital) dependiendo de su resolución. Esta resolución se puede saber, siempre y cuando conozcamos el valor máximo que la entrada de información utiliza y la cantidad máxima de la salida en dígitos binarios. A manera de ejemplo, el convertidor análogo digital ADC0804 tiene la capacidad de convertir una muestra analógica de entre 0 y 5 voltios y su resolución serán respectivamente: Resolución = valor analógico / (2^8) Resolución = 5 V / 256 Resolución = 0.0195v o 19.5mv. Resolucion = LSB Lo anterior quiere decir que por cada 19.5 milivoltios que aumente el nivel de tensión entre las entradas nomencladas como "Vref+" y "Vref-" que ofician de entrada al conversor, éste aumentará en una unidad su salida (siempre sumando en forma binaria bit a bit). Por ejemplo: Entrada - Salida 0 V - 00000000 0.02 V - 00000001 0.04 V - 00000010 1 V - 00110011
- 4. (5 V-LSB) - 11111111 [editar] Tipos de conversores usuales • De aproximaciones sucesivas: Es el empleado más comúnmente, apto para aplicaciones que no necesitan grandes resoluciones ni velocidades. Debido a su bajo coste se suele integrar en la mayoría de microcontroladores permitiendo una solución de bajo coste en un único chip para numerosas aplicaciones de control. El conversor realiza una búsqueda dicotómica del valor presente en la entrada. Su principal carencia es el elevado tiempo de conversión necesario. • Flash: este conversor destaca por su elevada velocidad de funcionamiento. Está formado por una cadena de divisores de tensión y comparadores, realizando la conversión de manera inmediata en una única operación. Su principal desventaja es el elevado costo. • Sigma-delta: Tienen una velocidad máxima de conversión baja pero a cambio poseen una relación señal a ruido muy elevada, la mayor de todos. • Otros tipos de conversores igualmente utilizados son: rampa, doble-rampa, etc. Introducción En el mundo real las señales analógicas varían constantemente, pueden variar lentamente como la temperatura o muy rápidamente como una señal de audio. Lo que sucede con las señales analógicas es que son muy difíciles de manipular, guardar y después recuperar con exactitud. Si esta información analógica se convierte a información digital, se podría manipular sin problema. La información manipulada puede volver a tomar su valor analógico si se desea con un DAC (convertidor Digital a Analógico) Exactitud - resolución de un CAD Hay que definir con que exactitud será la conversión entre la señal analógica y la digital, para lo cual se define la resolución que tendrá. Primero se define el número máximo de bits de salida (la salida digital). Este dato permite determinar el número máximo de combinaciones en la salida digital. Este número máximo está dado por: 2n donde n es el número de bits. También la resolución se entiende como el voltaje necesario (señal analógica) para lograr que en la salida (señal digital) haya un cambio del bit menos significativo.(LSB) Para hallar la resolución se utiliza la fórmula: Resolución = ViFS/[2n - 1] Donde: - n = número de bits del ADC
- 5. - ViFS = es el voltaje que hay que poner a la entrada del convertidor para obtener una conversión máxima (todas las salidas son "1") Enlaces relacionados - Niveles lógicos - Circuitos Lógicos - Analógico - Digital Ejemplo # 1 de convertidor Analógico - Digital Si se tiene un convertidor analógico - digital (CAD) de 4 bits y el rango de voltaje de entrada es de 0 a 15 voltios Con n = 4 y ViFS = 15 Voltios La resolución será = ViFS / [2n -1] = 15 / [24 - 1] = 15 / 15 = 1 voltio / variación en el bit menos significativo Esto significa que un cambio de 1 voltio en la entrada, causará un cambio del bit menos significativo (LSB) a la salida. En este caso este bit es D0. Ver la siguiente tabla. De esta manera se construye una tabla de que muestra la conversión para este ADC: Entrada Salida digital de 4 bits analógica Voltios D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0
- 6. 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 1 Ejemplo # 2 de convertidor Analógico - Digital Un ADC de 8 bits genera solo "1" (las 8 salidas en 1), cuando en la entrada hay un voltaje de 2.55 voltios (entrada analógica máxima). La resolución es = ViFS / [2n -1] = 2.55 / [28 - 1] = 10 miliVoltios / variación en el bit menos significativo Se puede ver que mientras más bits tenga el convertidor más exacta será la conversión Si se tiene una señal de valor máximo de 15 voltios y aplicamos esta señal analógica por diferentes convertidores analógico digital se puede tener una idea de la variación de la resolución con el aumento del número de bits del convertidor # de bits del Resolución ADC 4 bits 15 voltios / 15 = 1Voltio 8 bits 15 voltios / 255 = 58.8 miliVoltios 16 bits 15 voltios / 65536 = 0.23 milivoltios 15 voltios / 4294967296 = 0.0000035 32 bits milivoltios Esto significa que a mayor número de bits del ADC, un cambio más pequeño en la magnitud analógica causará un cambio en el bit menos significativo (LSB) de la salida, aumentando así la resolución Enlaces relacionados - Niveles lógicos - Circuitos Lógicos