Conversores DA AD

CONVERSORES DIGIT DI GITAIS-ANALÓGICOS AIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGIT ANALÓGICO S-DIGITAIS AIS SISTEMA DE CONTROLE DIGIT DIG ITAL AL BASEADO EM MICROCOMPUTADOR MICROCOMPUTADOR

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SAIDA ANALÓGICA = K .ENTRADA DIGITAL No caso do conversor acima K=1, pois a saída analógica corresponde ao binário de entrada. Por exemplo 1000(oito binário) na entrada gera oito volts na saída. A saída de um conversor digital analógico(DAC) pode ser uma tensão ou uma corrente.

CONVERSORES DIGIT DI GITAIS-ANALÓGICOS AIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGIT ANALÓGICO S-DIGITAIS AIS CONVERSOR DIGITAL ANALÓGICO Exemplo 1: Um conversor D/A de cinco bits tem saída em corrente. Para Para uma entrada digital de 10100 uma corrente de saída de 10mA é produzida. Qual será a corrente de saída Iout para uma entrada digital de 11101? SAÍDA ANALÓGICA: ANALÓGICA: A saída de um conversor não é um sinal analógico real, real, pois é constituída de níveis n íveis discretos. Para Para um conversor de quatro bits ela apresenta 16 níveis de tensão, possíveis.

CONVERSORES DIGITAIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGITAIS CONVERSOR DIGITAL ANALÓGICO Exemplo 2: Qual o maior valor de tensão de saída de um conversor D/A de oito bits que produz 1V para uma entrada digital de 00110010? SAÍDA ANALÓGICA: A saída de um conversor não é um sinal analógico real, pois é constituída de níveis discretos. Para um conversor de quatro bits ela apresenta 16 níveis de tensão, possíveis. PESOS DE ENTRADA: A contribuição de cada bit de um sinal de entrada digital para a geração da tensão de saída analógica varia de acordo com o seu peso no sinal digital, conforme mostrado para o conversor exemplo de 4 bits : DCBA = 0001 gera 1V. Peso de A(LSB) = 1V DCBA = 0010 gera 2V. Peso de B = 2V DCBA = 0100 gera 4V. Peso de C = 4V DCBA = 1000 gera 8V. Peso de A = 8V O valor digital 1111 gera uma tensão de saída: 1+2+4+8 = 15.

CONVERSORES DIGITAIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGITAIS CONVERSOR DIGITAL ANALÓGICO Exemplo 3: Um conversor D/A de cinco bits produz Vout = 0,2 V para uma

entrada digital de 00001. Determine o valor de Vout para uma entrada de 11111. RESOLUÇÃO DE UM CONVERSOR: É a menor variação na saída analógica em função de uma variação na entrada digital. A resolução também pode ser vista como o peso do bit menos significativo (lsb). Também é chamada de tamanho do degrau da saída analógica. A resolução é, também, o fator de proporcionalidade K da equação: saida analógica = K. entrada digital No conversor exemplo a resolução é de 1V.

NÚMERO DE ESTADOS E DE DEGRAUS: O número de estados de um conversor de N bits é igual a 2N e o número de degraus da saída analógica é igual a 2 N -1

CONVERSORES DIGITAIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGITAIS CONVERSOR DIGITAL ANALÓGICO Analisando a equação: saida analógica = K. entrada digital podemos dizer que: Entrada digital é o número de degraus K é a quantidade de corrente ou tensão por degrau Saida analógica é o produto dos dois termos. Podemos dizer que K = resolução = (saída de fundo de escala)/ 2 N -1 Exemplo 4: Qual a resolução(tamanho do degrau) do conversor D/A do exemplo 3. Descreva o sinal de saída do tipo escada deste conversor D/A. Exemplo 5: Para o conversor do exemplo acima determine Vout para uma entrada digital de 10001.

CONVERSORES DIGITAIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGITAIS CONVERSOR DIGITAL ANALÓGICO RESOLUÇÃO PERCENTUAL É a resolução expressa como uma porcentagem da saída de fundo de escala. RESOLUÇÃO% = TAMANHO DO DEGRAU .100 SAIDA DE FUNDO DE ESCALA Para o conversor exemplo: 1 .100 = 6,67% 15 Exemplo 5: Um conversor D/A de 10 bits tem um tamanho de degrau de 10mV. Determine a tensão de saída de fundo de escala e a resolução percentual. FÓRMULA ALTERNATIVA PARA A RESOLUÇÃO PERCENTUAL: RESOLUÇÃO% = 1 .100 NÚMERO DE DEGRAUS Os fabricantes também especificam a resolução como o número de bits do conversor.

CONVERSORES DIGITAIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGITAIS CONVERSOR DIGITAL ANALÓGICO Exemplo 6: A figura abaixo mostra um computador controlando a velocidade de um motor. A corrente analógica de 0 a 2mA do conversor D/A é amplificada para produzir velocidades no motor de 0 a 1000 rpm. Quantos bits deveriam ser usados se o computador tivesse que ser capaz de produzir uma velocidade no motor que tivesse uma variação mínima de 2rpm? Para o número de bits encontrado, quão próximo de 326 rpm a velocidade do motor pode ser ajustada?

CONVERSORES DIGITAIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGITAIS CIRCUITO D/A COM AMPLIFICADOR OPERACIONAL SOMADOR A corrente em cada ramo é dada pela tensão digital de entrada ( 5V ou 0V) dividida pelo valor do resistor naquele ramo. A corrente total que passa pelo resistor Rf é a soma das correntes de todos os ramos. Como os resistores mantêm entre si uma relação idêntica aos pesos de um número binário, a corrente total é proporcional ao número binário de entrada. Exemplo 7: Encontre a tensão de saída Vout em função dos níveis binários de entrada(VD,VC,VB,VA) do conversor D/A de quatro bits mostrado na figura.

CONVERSORES DIGITAIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGITAIS CIRCUITO D/A COM AMPLIFICADOR OPERACIONAL SOMADOR Exemplo 8: Determine o peso de cada bit de entrada e a resolução Do conversor. Exemplo 9: Determine para o conversor a tensão Vout de fundo de escala. Determine o valor de Rf que fará com que a tensão de fundo de escala seja igual a 7V. Qual a nova resolução?

CONVERSORES DIGITAIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGITAIS CIRCUITO D/A COMPLETO

CONVERSORES DIGITAIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGITAIS CIRCUITO D/A COMPLETO As chaves são implementadas com transistores MOS, sendo o nível digital de entrada aplicado às suas entradas, fazendo-os conduzir(chave fechada) ou cortar(chave aberta). Quando a chave estiver aberta o resistor correspondente será conectado a 5V(nível binário alto). Quando a chave estiver fechada, o resistor correspondente será conectado ao terra(nível binário baixo). As chaves semicondutoras são necessárias pois os circuitos lógicos que geram as entradas digitais não garantem uma tensão fixa (5V por exemplo), podendo haver variações que cheguem perto de um 1V ou mais. Com as chaves os níveis digitais são fixos, sendo o nível alto gerado pela fonte de referência de precisão e o nível baixo sendo o terra ou massa de referência do circuito.

CONVERSORES DIGITAIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGITAIS CIRCUITO D/A COM SAÍDA EM CORRENTE

Este conversor não possui um amplificador operacional interno. A geração de corrente total é idêntica ao circuito anterior. É necessário conectar um amplificador operacional externo à saída do circuito.

CONVERSORES DIGITAIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGITAIS CIRCUITO D/A COM SAÍDA EM CORRENTE AMPLIFICADOR OPERACIONAL EXTERNO, ATUANDO COMO CONVERSOR CORRENTE-TENSÃO

CONVERSORES DIGITAIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGITAIS CONVERSOR BÁSICO DO TIPO R/2R Conversores com muitos bits apresentam uma grande diferença de valores entre o resistor do bit de entrada menos significativo e o resistor do bit de entrada mais significativo. Os processos de fabricação de circuitos integrados não permite manter uma razão precisa entre resistores com uma faixa de resistência muito extensa. Logo, é necessário diminuir a faixa de resistências da rede de resistores. A rede que resolve este problema é a rede R/2R, mostrada abaixo.

CONVERSORES DIGITAIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGITAIS CONVERSOR BÁSICO DO TIPO R/2R

Exemplo 10: Demonstre que a saída deste conversor é dada por Vout = -VREF . B 8

CONVERSORES DIGITAIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGITAIS CONVERSOR INTEGRADO AD7524

CONVERSORES DIGITAIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGITAIS CONVERSOR A/D PADRÃO

CONVERSORES DIGITAIS-ANALÓGICOS E ANALÓGICOS-DIGITAIS CONVERSOR A/D PADRÃO Funcionamento: 1. O pulso START inicia a operação. 2. Sob o comando do clock a unidade de controle modifica o número binário Que está armazenado no registrador. 4. O número binário no registrador é convertido para uma tensão analógica Vax pelo conversor D/A. 5. O comparador compara Vax com a entrada analógica Va. Enquanto Vax