12b - Electrónica para E/S analógicas: DACs/ADCs

Conversión analógico a digital (CAD)

https://es.wikipedia.org/wiki/Cuantificación_digital

Se distinguen tres fases:

Muestreo + retención: se utiliza un circuito sample & hold que retiene el valor de las muestas hasta que éstas se leen en el micro y estamos listos para recibir la siguiente muestra. (Ts: periodo de muestreo).
Muestreo y retención

Según el teorema de Nyquist, para evitar aliasing (problemas de “brusquedad” perceptible en la conversión, es preciso que la frecuencia de muestreo sea mayor o igual que el doble de la frecuencia máxima de entrada.
Cuantificación. Se “redondea” la medición muestreada para que se ajuste a la resolución tomada. En el caso del Arduino, la entrada analógica se cuantifica en 10 bits, esto es, de 0 a 1023. 1023 corresponde con 5 voltios de entrada.
Codificación. En el caso de Arduino, se usa binario natural.

Ejemplo

Convertidor A/D paralelo (FLASH):

En función del valor de entrada, los amplificadores en lazo abierto nos darán un valor “1” o “0” en función de si la tensión es mayor o menor del peso de ese amplificador (van desde LSB/2, hasta 13LSB/2). En la figura soporta 8 valores (hasta seis entradas, contando desde 0) posibles, como 2^3 =8, estamos codificando números de 3 bits.

El codificador toma la entrada y genera el número binario.

Este es un diseño arcaico ya que requiere muchas resistencias, pero nos ayuda a obtener una idea inicial.

Conversión digital a analógico (CDA)

Ejemplo de red en escalera “R-2R”:

Convertidor de red R-2R invertida:

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