TERMODINAMICA Existen diferentes tipos de ADCs
Enviado por ALFREDO YACUTA • 9 de Diciembre de 2015 • Apuntes • 493 Palabras (2 Páginas) • 122 Visitas
OBJETIVO:
Implementar de manera discreta un convertidor de analógico a digital utilizando la técnica de conversión de rampa simple o flash (en este caso será de 4 bits). Este convertidor se utilizará para digitalizar la señal proporcionada por un sensor. Determinar experimentalmente la relación entrada/salida y el voltaje de mínima escala respecto al número de bits utilizados.
INTRODUCCIÓN:
Existen diferentes tipos de ADCs, pero en general constan de un comparador de voltaje, unidad de control, registro y un DAC tal y como se muestra en la Figura (1).
[pic 1]
Al aplicar el pulso en la terminal inicio, el reloj modifica el valor de los bits del registro; esta salida se convierte en analógica y se compara con el voltaje de entrada 𝑉𝑖; cuando ambos son iguales la unidad de control detiene la conversión y envía el pulso de fin de conversión por la terminal EOC, indicando que la conversión ha terminado, obteniéndose el resultado en la salida del registro.
La característica de transferencia mostrada en la figura (2) pertenece a un ADC perfecto de 4 bits, que puede convertir una entrada analógica en una de las 16 palabras de código de salida.
[pic 2]
ADC Paralelo (Flash Converter)
En aplicaciones en que se requiere una conversión extremadamente rápida se utilizan los circuitos paralelos, cuyo diagrama de bloques se muestra en la figura (3). Se trata simplemente de un grupo de comparadores conectados en paralelo, cuyas salidas se van a un circuito codificador. El voltaje de referencia es aplicado a un divisor de voltaje resistivo para que cada comparador tenga como referencia una porción de él.
[pic 3]
Nótese que en el caso de la Figura (3) el comparador G tiene como referencia 𝑉𝑅𝐸𝐹7 ⁄, el comparador F tiene 2𝑉𝑅𝐸𝐹7⁄, el E 3𝑉𝑅𝐸𝐹7 ⁄y así sucesivamente hasta que el A tiene de referencia 𝑉𝑅𝐸𝐹. De esta forma, si 𝑉𝑖 estuviera en C y D, por ejemplo, estarían en alto (1 lógico) las salidas de los comparadores D, E, F, y G, mientras que de A a C estarían en bajo (0 lógico). El decodificador tomaría estos 1s y 0s como entrada para convertirlos a un dato binario correspondiente (en este caso un 4 binario), entregando así la salida 1002.
Una desventaja importante es que el número N de comparadores requeridos para construir un ADC paralelo con n salidas es muy grande, de modo que:
[pic 4]
Así, el ADC paralelo de 8 bits requerirá de 255 comparadores y un gran decodificador.
DESARROLLO:
- Armar el ADC en base al circuito diseñado en los requisitos. (circuito se muestra en la página siguiente).
[pic 5]
- Obtener los voltajes de cada cuenta binaria (tabla de verdad).
ENTRADA rango (volts) | SALIDAS | |||
Vi | A3 | A2 | A1 | A0 |
0.00 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0.64 | 0 | 0 | 0 | 1 |
1.3 | 0 | 0 | 1 | 0 |
2.4 | 0 | 0 | 1 | 1 |
2.62 | 0 | 1 | 0 | 0 |
3.29 | 0 | 1 | 0 | 1 |
3.94 | 0 | 1 | 1 | 0 |
4.62 | 0 | 1 | 1 | 1 |
5.27 | 1 | 0 | 0 | 0 |
5.8 | 1 | 0 | 0 | 1 |
4.59 | 1 | 0 | 1 | 0 |
7.26 | 1 | 0 | 1 | 1 |
5.9 | 1 | 1 | 0 | 0 |
8.6 | 1 | 1 | 0 | 1 |
9.23 | 1 | 1 | 1 | 0 |
9.92 | 1 | 1 | 1 | 1 |
[pic 6]
- Obtener los siguientes parámetros del convertidor:
- División del rango de entrada.
FSR=5 volts, n=4 bits
[pic 7]
volts[pic 8]
- Error de cuantización (SNQR).
[pic 9]
[pic 10]
- Error de offset.
Ya que en estos dispositivos se encuentra un desplazamiento fijo de las divisiones a la entrada. En este caso el offset se mide en LSBs. Por lo tanto tendríamos 15 LSBs
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