Conversores ADC y DAC - UNLP

1 Conversores ADC y Conversores ADC y DACDACI ntroducciIntroducci n a los Sistemas n a los Sistemas LL gicos y Digitalesgicos y Digitales20082008 Sergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACC onversores Digital-anal gicos (DAC) n de DAC:FormatoTecnolog aResistencias pesadas (obsoleto).Redes R-2R con fuente de tensi R-2R con fuente de Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACS ergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Amplificador operacional ( )+-Entrada no-inversoraEntrada inversoraSalidaAmplificador Operacional ideal:Impedancia de entrada infinita: No circula corriente entre los bornes (+) y (-) por lo que la tensi n es de salida nula: La salida es siempre a lazo abierto infinita: Con una tensi n infinitesimal entrelos bornes de entrada, la salida satura a la tensi n de alimentaci n del operacional (+V) ( V) dependiendo de la polaridad de.

2 +V-VConversores ADC y DACR2R2R1R1 Sergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Amplificador operacionalSe consigue en la salida Vo,ganancia atenuaci n respecto dela entrada siempre con inversi n consigue en la salida Vo,ganancia respecto de la entrada siempre con id ntica R1 es infinita y R2 nula no setiene ganancia alguna (funciona como buffer no ADC y DACS ergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Amplificador operacionalRCCREste esquema es un integrador:Si se aplica una tensi n cont nua enla entrada, la salida responder temporalmente con una rampa detensi n. Conversores ADC y DACDACC onversor DAC tipo R-2 RSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 20082R2R2 RConversores ADC y DACDACC onversor DAC tipo R-2 RSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Este esquema tiene la ventaja de que empleagenerador de corriente id nticos (suele hacersecon espejos de corriente).)

3 Conversores ADC y DACDACL imitaciones temporales y erroresSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACDACE rroresSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACDACL imitaciones temporalesSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACDACE jemplo de DAC tipomultiplicativo paralelo:DAC0800 Permite el controlde la corriente de referenciapor tensi n externaSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACDACE jemplo de DAC tipomultiplicativo:DAC0800 Ejemplo de DAC tipomultiplicativo paralelo:DAC0800 Sergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACDACE jemplo de DAC tipomultiplicativo paralelo.

4 DAC0800 Conversi n corriente-tensi nSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACC onversores Digital-anal gicos (DAC)Data sheet DAC084S085 NSCS ergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Ejemplo DAC cu druple serieConversores ADC y DACC onversores Digital-anal gicos (DAC)Data sheet DAC084S085 NSCS ergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Ejemplo DAC cu druple serieConversores ADC y DACC onversores Digital-anal gicos (DAC)VOData sheet DAC084S085 NSCS ergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Ejemplo DAC cu druple serieConversores ADC y DACC onversores Anal gico-DigitalesClasificaci n de ADC:Tecnolog aFormatoRampa (simple, doble, triple y cu druple rampa) MUY sucesivas (SAR) R MUY R (basada en ADCs Flash) MUY R n por tiempo de pulso (PTM: PWM y PPM).

5 Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACADC tipo rampaSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 ADC simple rampaConversores ADC y DACADC tipo rampaSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 ADC simple rampaConversores ADC y DACPara lograr tener N proporcional a Va basta con invertir los roles de Va y VreferenciaADC tipo rampaSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 ADC simple rampaConversores ADC y DACADC tipo rampaSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 ADC doble rampaConversores ADC y DACADC tipo rampaSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 ADC doble rampaConversores ADC y DACADC tipo rampaSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 ADC doble rampaConversores ADC y DACADC tipo rampaEjemplo de ADC cu druple rampaSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 ICL7109 Conversores ADC y DACM odulaci n DeltaEst basado en el empleo de un muestreador + integrador+ comparador anal gico Leon Couch II:Sistemas de Comunicaci nDigitales y Anal gicosSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Expresi n del integradorIntroducci n a los Sistemas L gicos y Digitales 2007 Conversores ADC y DACM odulaci n DeltaLeon Couch II.

6 Sistemas de Comunicaci nDigitales y Anal gicosSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACADC tipo sigma -delta an10 de Crystal SemiconductorDiagrama en bloques de unmodulador sigma -Delta elemental de primer rdenEjemplo de funcionamiento delconversor, suponiendo una entrada anal gica de 0,6 VEn general los Conversores sigma -dellta tienenresoluciones de 16 a 24 bits y se basan en el sobremuestreo y filtrado aplicaci n principal es en el procesado dese ales de Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACADC tipo sigma -delta an10 de Crystal SemiconductorEn el proceso de sobre muestreose logra distribuir la energ a del ruidoa fin de quedarse s lo con la ayudade un posterior filtrado.

7 La parte que entra dentro del espectro de lase al a Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACADC tipo sigma -delta an10 de Crystal SemiconductorEliminado por el filtradoSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACADC tipo Aproximaciones SucesivasDACSAR Comparadoranal gicoSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACADC tipo Aproximaciones SucesivasSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACADC tipo Aproximaciones SucesivasSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACADC tipo Aproximaciones SucesivasSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACE jemplo ADC tipo SARS ergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACE jemplo ADC tipo SARS ergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACE jemplo ADC tipo SARS ergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACADC tipo FlashEs el conversor comercial masr necesitan 2n- 1 comparadoresanal gicos para implementar unconversor de n=3 Tabla de s ntesis del decodificadorSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACADC tipo FlashGr fico de discretizaci n en 3

8 Bits de la se al anal gicaGr fico de funci n de transferencia y evoluci n del error de cuantizaci nSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACADC tipo Flash multietapaSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACE jemplo ADC FlashmultietapaSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACADC tipo Pipelinean1023 de MaximDAC de 3 bits pero conprecisi n de 12 bitsBasado en bloques que contienen ADC Flash y DAC se logra por sucesivas adquisicionessintetizar una conversi n a alta velocidad. En cada cilco de reloj se tiene el resultado de unamuestra pero existe una latencia (delay) que hay que Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACADC tipo Pipelinean1023 de MaximProceso temporal de una muestraLatencia: En cada ciclo de reloj se convierte una muestra peroaparece en el bus retrasada en este caso 4 ciclos.

9 Sergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACE jemplo de ADC tipo PipelineHojas de Datos del ADC14L040 de NSCS ergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACH ojas de Datos del ADC14L040 de NSCE jemplo de ADC tipo PipelineSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACH ojas de Datos del ADC14L040 de NSCL atencia de 7 ciclos de reloj Ejemplo de ADC tipo PipelineSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACH ojas de Datos del ADC14L040 de NSCE jemplo de ADC tipo PipelineSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACE jemplo de S&HDiferencias entre S&H y T&HSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Sample and Hold y Track and HoldConversores ADC y DACT iempos relevantes en el proceso de muestreo y retenci nSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Sample and Hold y Track and HoldConversores ADC y DACPara el c lculo de la velocidad m xima demuestreo se deber tener en cuenta los tiempos de adquisici n y establecimientodel T&H S&H, tiempo de conversi n del ADC y tiempo de lectura del independientemente de cumplir conel teorema de muestreo (Nyquist).

10 Sergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Limitaciones en la velocidad demuestreoConversores ADC y DACE xtracto Nota de aplicaci n de National Semiconductor"ABCs of ADCs: Analog-to-Digital Converter Basics"Sergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACABCs of ADCsSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACABCs of ADCsSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACABCs of ADCsSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACABCs of ADCsSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACABCs of ADCsSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008 Conversores ADC y DACABCs of ADCsSergio Noriega Introducci n a los Sistemas L gicos y Digitales - 2008