CONVERTITORI ANALOGICO

CONVERTITORI ANALOGICO-DIGITALI
Segnale analogico dal sensore
Segnale quantizzato
Intervallo temporale
di campionamento
tempo
Il segnale viene quantizzato grazie a degli operazionali comparatori.
Se lo ADC è a 2 bit (come in figura) si hanno 2 2-1 comparatori.
Se 4 V è la f.e.m. massima in ingresso, ho un comparatore che giudica se la tensione
è >1V, quindi se è > 2 V, quindi se è > 3 V.
Segnale
analogico
dal sensore
3V
Bit 1
Stato
dei due
2V
Bit
Vs< 1V
1V≤Vs <2 V
2V≤Vs <3 V
3V≤Vs <4 V
0
0
1
1
0
1
0
1
Bit 0
1V
Un dispositivo logico determina lo stato dei bit di uscita:
00, 01, 10, 11. In questo caso, la risoluzione è 1 V.
Sia dato un sensore di posizione, alimentato a 5 V,
che opera in un range da 0 a 1000 mm.
La sua sensibilità è perciò 5 mV/mm
Il segnale venga digitalizzato da un ADC a 8 bit.
Si supponga che il sensore sia posizionato su 200 mm. Esso genera 1 V
Quale numero viene digitalizzato ? Chiamiamo il numero x
Si possono impostare 2 proporzioni:
5000 mV:255=1000 mV:x oppure
1000 mm:255=200 mm:x
Da entrambe, si ha x= 51 in base 10.
Convertendolo, si ottiene 33 in base 16,
cioè 00110011 il numero in base 2
Allenarsi !
Viceversa, sia dato un valore digitalizzato da un ADC a 8 bit
in un caso identico al precedente.
Il valore sia E6 in base 16. Quale posizione assume il sensore ?
A E6 in base 16, corrisponde 11100110 in base 2.
In base 10, vale 14x161+6x160= 230
Si imposta la proporzione:
1000 mm:255=x mm:230
Da cui emerge x= 901.6 mm
La scelta di un ADC si basa sulla tensione ammessa in
ingresso, sulla risoluzione (espressa in bit), sulla
velocità di conversione. Maggiore è il n° di bit,
maggiore è la risoluzione
Errori di conversione dovuti al campionamento:
(Anche se il segnale è quantizzato in modo perfetto, il campionamento avviene, ad es.,
ogni 2 ms e ciò comporta una riproduzione non fedele del segnale originale) e se il
segnale analogico non fosse una sinusoide, ma presentasse improvvisi picchi ? …
sarebbero persi da un campionamento grossolano
SEGNALE CAMPIONATO
Errori di conversione dovuti alla quantizzazione:
(non si generano numeri intermedi ai valori 0, 1, 2, 3…. Maggiore è il n° di bit dell’ADC
e minore è questo tipo di errore)
COME SI SCEGLIE UN ADC ?
•
•
•
Velocità di conversione
Risoluzione (espressa in n° di Bit)
Range
I DAC
I DAC realizzano la conversione
inversa: da Digitale a Analogico.
Attenzione: il segnale generato non
comporta l’erogazione di corrente e
deve essere inviato a dispositivi ad
altissima impedenza di ingresso.
Anche un DAC si caratterizza per n°
di Bit, Range e velocità di
conversione