CONVERSOR D/A É utilizado quando precisamos converter um sinal digital em analógico. CONVERSOR D/A COM AMPLIFICADOR OPERACIONAL CONVERSOR D/A BCD PARA 2 OU MAIS ALGARISMOS O código BCD representa números de 0 a 9, a figura a seguir mostra como obter um conversor com mais de um algarismo: Desvantagens desse circuito com rede de resistores proporcionais: • Necessidade de valores muito altos dos resistores para o ramo LSB. • Tolerância dos resistores CONVERSOR D/A COM REDE Tipo R-2R Faz a conversão digital-analógica com a vantagem de utilizar apenas dois valores de resistores: Considerando A1A2A3A4 = 1000, teremos: Calculando o resistor equivalente antes a entrada A1 teremos: Analogamente, podemos calcular a tensão de saída para outras entradas: A1A2A3A4 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 Vs Novamente o teorema da superposição de circuitos elétricos pode ser usado aqui, assim teremos: CONVERSOR D/A – REDE R-2R - COM AMPLIFICADOR OPERACIONAL Este conversor também pode ser acoplado no amplificador operacional. Com isso melhora o acoplamento entre este sistema e o restante do circuito. Outra vantagem desse sistema é ganho do sistema. CONVERSOR D/A BCD R-2R PARA 2 OU MAIS ALGARISMOS O código BCD representa números decimais de 0 a 9, a figura a seguir mostra como obter um conversor com mais de um algarismo: Por exemplo, calcule a tensão de saída Vs , sabendo que V = 5V, R = RO : A1 A2 A3 A4 A1’ A2’ A3’ A4’ 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 Vs CONVERSOR A/D Um conversor analógico-digital fornece um código binário correspondente à tensão analógica de entrada. Conversor A/D tipo rampa A figura a seguir mostra o diagrama de blocos desse tipo de conversor: Funcionamento: 1 – É gerado um sinal de clear para resetar o contador. 2– Ve é a tensão analógica de entrada. Se Ve > Vr (no início Vr=0) o clock é habilitado para o contador (saída do comparador é positivo). 3 – A saída do contador passa por um conversor D/A para gerar a tensão de referência (Vr). 4 – Enquanto Vr < Ve o contador é incrementado. 5 – Se Vr > Ve, o clock é desabilitado (saída do comparador é zero) ao mesmo tempo que é fornecido um sinal de clock para os FF-tipo D (sensíveis à borda de descida do controle clock) que armazenam a saída do contador, que é o valor binário proporcional à entrada analógica. Forma de onda do conversor contadorrampa Comparador de tensão Nesta configuração simplesmente o amplificador satura para para Vcc ou para 0 V. A desvantagem deste conversor está no tempo de resposta. Como o contador sempre começa em zero e realiza a contagem por meio de uma seqüência binária normal, podem ser necessárias (no pior caso) 2n contagens antes da conversão estar completa, onde n representa o número de bits do conversor Conversor A/D por aproximação sucessiva Conversores A/D por aproximação sucessiva são os mais comuns entre os conversores A/D, permitem uma conversão rápida, proporcionando uma gama de 100.000 ou mais conversões por segundo. Na técnica de aproximação sucessiva, é utilizada um algoritmo para converter a entrada analógica em digital. Este algoritmo consiste em ajustar o MSB para 1 e todos os outros bits para 0. O comparador compara a saída do conversor D/A (Vd) com o sinal da entrada analógica (Ve). Se Vd > Ve, o 1 é removido do MSB e enviado para o próximo bit mais significativo. Se Ve > Vd, o MSB permanece como 1 e o próximo bit mais significativo também recebe 1. Assim o 1 é deslocado e testado em cada bit do decodificador D/A até o final do processo, para obter o valor binário equivalente. A figura a seguir mostra um conversor A/D por aproximação sucessiva: Este conversor opera da seguinte maneira: 1 – O sistema é zerado e o bit mais significativo do registrador é colocado em 1. 2 – O conversor D/A converte os dígitos binários gerando a tensão Vr para o comparador. 3 – No comparador: se Ve > Vr este dígito é deixado em 1 se Vr < Ve este dígito é zerado. 4 – O bit mais significativo seguinte é colocando em 1. 5 – O processo continua voltando ao passo 2 até o último bit ser verificado. A vantagem deste sistema está na velocidade de conversão sendo necessário para um sistema de N bits o tempo de N períodos de clock. Conversor A/D Comparador Paralelo Tem como vantagem a velocidade de conversão extremamente rápida, mas é expressivamente caro por necessitar de 2N-1 comparadores para converter N bits. Sua configuração é mostrada a seguir: Funcionamento: 1 – O sinal analógico é aplicado simultaneamente nos comparadores, os quais possuem em sua entrada negativa uma tensão de referência igualmente espaçada. Para 2 bits, teremos 3 comparadores (1/4 Vref, 2/4 Vref e 3/4 Vref). 2 – Se o sinal da entrada analógica excede a tensão de referência para qualquer comparador, este fornecerá em sua saída um nível lógico alto. No caso anterior de 2 bits, poderemos ter: Saída do Comparador Tensão de entrada analógica Vs (1/4 Vref) Vs (2/4 Vref) Vs (3/4 Vref) 0 a Vref/4 0 0 0 de Vref/4 a 2/4Vref 1 0 0 de 2/4 Vref a 3/4 Vref 1 1 0 de 3/4 Vref a Vref 1 1 1 3 – A saída do comparador é ligada a um codificador para transformar essa saída nos dígitos binários correspondentes.