Aula 30 - Conversores A/D

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1 Aula 30 Conversores A/D Prof. enan Sebem Disciplina de eletrônica digital Departemanto de engenharia elétrica Centro de Ciências Tecnológicas (CCT) Universidade Do Estado de Santa Catarina (UDESC) JoinvilleSC Brasil 16 de Junho de 2015 ELD0001 Prof. enan Sebem Aula 30 1 / 18

2 Itens da aula Avisos Conversores A/D Avisos eferências ELD0001 Prof. enan Sebem Aula 30 2 / 18

3 Avisos Mudança da data da prova: todos os alunos matriculados devem assinar até dia 28/06; Caso contrário, prova: 23/06 às 12:40; Contadores; Divisores de frequência; Temporizador 555; Conversores A/D e D/A. Lista de exercício já está na página; Exame: 30/06. ELD0001 Prof. enan Sebem Aula 30 3 / 18

4 Processo de conversão A/D Amostragem no tempo; Quantização em amplitude; Codificação (geralmente em dado binário ou BCD); In analogico Amostragem Quantização Codificação Out digital ELD0001 Prof. enan Sebem Aula 30 4 / 18

5 esolução A resolução do conversor AD é dada pela diferença de tensão entre níveis sucessivos. Assim: Fundo de escala esolução = 2 n 1 Ex: Conversor AD com fundo de escala de 7 Volts com 3 bits na saída tem resolução de 1 Volt; Conversor AD com fundo de escala de 7,5 Volts com 4 bits na saída tem resolução de 0,5 Volt; ELD0001 Prof. enan Sebem Aula 30 5 / 18

6 Exemplo esolução Para um sinal analógico que pode assumir valores entre 0 e 10 Volts (fundo de escala = 10 V), desejase converter o sinal para digital com uma resolução de no máximo 0,1 Volt. Quantos bits deve ser o conversor? ELD0001 Prof. enan Sebem Aula 30 6 / 18

7 Amostragem através de segurador (sample & hold) Como é o sinal de saída do segurador para uma entrada analógica senoidal? ELD0001 Prof. enan Sebem Aula 30 7 / 18

8 Conversor Data Conversion ADCircuits paralelo D/A and(flash) A/D Converters 501 V A 3V/4 V/2 Comp. C 3 C 2 Coding Network ead Gates S S Q Q V/4 Comp. C 1 Figure Twobit simultaneous A/D converter. OBS: os latches na saída estão com uma conexão simbólica. analogue input signal into a twobit digital output is shown in Fig The analogue signal to be digitized serves as one of the inputs to each of the comparators. The second input for each of the comparators is a reference input, different for each comparator. The reference voltages to be used for comparators are in general V /2 n,2v/2 n,3v/2 n,4v/2 n and so on. Here, V is the maximum amplitude of the analogue signal that the A/D converter can digitize, and n is the number of bits in the digitized ELD0001 Prof. enan Sebem Aula 30 8 / 18

9 502 Digital Electronics Conversor AD paralelo (flash) V IN V 7V 8 3V 4 5V 8 D2 V 2 Encoding Logic D1 Data Output 3V 8 D0 V 4 V 8 ELD0001 Prof. enan Sebem Aula 30 9 / 18

10 Exemplo Conversor Flash Com 12 Volts de fundo de escala e resolução de 0,75 V, desenhe o esquemático de um conversor flash para estas condições. ELD0001 Prof. enan Sebem Aula / 18

11 drawback with this converter is that the required conversion time is longer. Since the counter always begins from the all 0s position and counts through its normal binary sequence, it may require as many as 2 n counts before conversion is complete. The average conversion time can be taken to be 2 n /2 = 2 n 1 counts. One clock cycle gives one count. As an illustration, if we have a fourbit converter and a 1 MHz clock, the average conversion time would be 8 ms. It would be as large as 0.5 ms for a 10bit converter of this type at a 1 MHz clock rate. In fact, the conversion time doubles for each bit Conversores A/D Conversor AD rampa Start Clock Gate Counter Digital Output Analogue Input, V A D/A Converter Figure Countertype A/D converter. a saída digital é conectada a um registrador quando a conversão é terminada; problema: tempo de conversão depende do valor a ser digitalizado. ELD0001 Prof. enan Sebem Aula / 18

12 Exemplo Conversor AD ampa Com 12 Volts de fundo de escala e resolução de 0,75 V, desenhe o gráfico da conversão de um valor analógico de 7 Volts utilizando um conversor rampa. ELD0001 Prof. enan Sebem Aula / 18

13 Conversor AD aproximação sucessiva ELD0001 Prof. enan Sebem Aula / 18

14 Conversor AD aproximação sucessiva 506 Digital Electronics Figure Conversion process in a successive approximation type A/D converter. ing Counter Control Logic and ELD0001 Prof. enan Sebem Aula / 18

15 Exemplo Conversor AD Aproximação Sucessiva Com 12 Volts de fundo de escala e resolução de 0,75 V, desenhe o gráfico da conversão de um valor analógico de 7 Volts utilizando um conversor de aproximação sucessiva. ELD0001 Prof. enan Sebem Aula / 18

16 Avisos Mudança da data da prova: todos os alunos matriculados devem assinar até dia 28/06; Caso contrário, prova: 23/06 às 12:40 Contadores; Divisores de frequência; Temporizador 555; Conversores A/D e D/A. Exame: 30/06 ELD0001 Prof. enan Sebem Aula / 18

17 eferências [1] Ivan V. Idoeta and Francisco Gabriel Capuano. Elementos de Eletrônica Digital. São Paulo: Érica, [2] Anil K. Maini. Digital Electronics Principles: Devices and Applications. Wiley, [3] onald J. Tocci. Sistemas Digitais Princípios e Aplicações. Prentice Hall, ELD0001 Prof. enan Sebem Aula / 18

18 Aula 30 Conversores A/D Prof. enan Sebem Disciplina de eletrônica digital Departemanto de engenharia elétrica Centro de Ciências Tecnológicas (CCT) Universidade Do Estado de Santa Catarina (UDESC) JoinvilleSC Brasil 16 de Junho de 2015 Obrigado. ELD0001 Prof. enan Sebem Aula / 18