ADC de tipo directo
Un convertidor de analógico a digital (ADC)convierte una señal analógica en una señal digital. La señal digital se representa con un código binario, que es una combinación de los bits 0 y 1.
los block diagram de un ADC se muestra en la siguiente figura:
Observe que en la figura que se muestra arriba, un convertidor analógico a digital (ADC)consta de una sola entrada analógica y muchas salidas binarias. En general, el número de salidas binarias de ADC será una potencia de dos.
Existen two typesde ADC: ADC de tipo directo y ADC de tipo indirecto. Este capítulo trata en detalle sobre los ADC de tipo directo.
Si el ADC realiza la conversión de analógico a digital directamente utilizando el código digital (binario) equivalente generado internamente para comparar con la entrada analógica, entonces se llama Direct type ADC.
Los siguientes son los examples de ADC de tipo directo -
- Tipo de contador ADC
- ADC de aproximación sucesiva
- Tipo de flash ADC
Esta sección trata en detalle sobre estos ADC de tipo directo.
Tipo de contador ADC
UN counter type ADC produce una salida digital, que es aproximadamente igual a la entrada analógica utilizando la operación de contador internamente.
los block diagram de un contador tipo ADC se muestra en la siguiente figura:
El contador tipo ADC consta principalmente de 5 bloques: Generador de señales de reloj, Contador, DAC, Comparador y Lógica de control.
los working de un ADC de tipo contador es el siguiente:
los control logic restablece el contador y habilita el generador de señal de reloj para enviar los pulsos de reloj al contador, cuando recibe la señal de comando de inicio.
los counterse incrementa en uno por cada pulso de reloj y su valor estará en formato binario (digital). Esta salida del contador se aplica como entrada de DAC.
DACconvierte la entrada binaria (digital) recibida, que es la salida del contador, en una salida analógica. El comparador compara este valor analógico, $ V_ {a} $ con el valor de entrada analógica externa $ V_ {i} $.
los output of comparator estarán ‘1’siempre que sea mayor que. Las operaciones mencionadas en los dos pasos anteriores continuarán siempre que la lógica de control reciba '1' de la salida del comparador.
los output of comparator estarán ‘0’cuando $ V_ {i} $ es menor o igual que $ V_ {a} $. Entonces, la lógica de control recibe '0' de la salida del comparador. Luego, la lógica de control desactiva el generador de señal de reloj para que no envíe ningún pulso de reloj al contador.
En este instante, la salida del contador se mostrará como digital output. Es casi equivalente al valor de entrada analógica externa correspondiente $ V_ {i} $.
ADC de aproximación sucesiva
UN successive approximation type ADC produce una salida digital, que es aproximadamente igual a la entrada analógica utilizando internamente una técnica de aproximación sucesiva.
los block diagram de un ADC de aproximación sucesiva se muestra en la siguiente figura
El ADC de aproximación sucesiva consta principalmente de 5 bloques: generador de señal de reloj, registro de aproximación sucesiva (SAR), DAC, comparador y lógica de control.
los working de un ADC de aproximación sucesiva es el siguiente:
los control logic restablece todos los bits de SAR y habilita el generador de señal de reloj para enviar los pulsos de reloj a SAR, cuando recibió la señal de comando de inicio.
Los datos binarios (digitales) presentes en SARse actualizará para cada pulso de reloj según la salida del comparador. La salida de SAR se aplica como entrada de DAC.
DAC convierte la entrada digital recibida, que es la salida de SAR, en una salida analógica. El comparador compara este valor analógico $ V_ {a} $ con el valor de entrada analógica externa $ V_ {i} $.
los output of a comparatorserá '1' siempre que $ V_ {i} $ sea mayor que $ V_ {a} $. De manera similar, la salida del comparador será '0', cuando $ V_ {i} $ sea menor o igual que $ V_ {a} $.
Las operaciones mencionadas en los pasos anteriores continuarán hasta que la salida digital sea válida.
La salida digital será válida, cuando sea casi equivalente al valor correspondiente de la entrada analógica externa $ V_ {i} $.
Tipo de flash ADC
UN flash type ADCproduce una salida digital equivalente para una entrada analógica correspondiente en poco tiempo. Por lo tanto, el ADC tipo flash es el ADC más rápido.
los circuit diagram de un ADC tipo flash de 3 bits se muestra en la siguiente figura:
El ADC tipo flash de 3 bits consta de una red divisora de voltaje, 7 comparadores y un codificador de prioridad.
los working de un ADC tipo flash de 3 bits es el siguiente.
los voltage divider networkcontiene 8 resistencias iguales. Se aplica un voltaje de referencia $ V_ {R} $ en toda la red con respecto al suelo. La caída de voltaje a través de cada resistor de abajo hacia arriba con respecto a tierra será múltiplos enteros (de 1 a 8) de $ \ frac {V_ {R}} {8} $.
La externa input voltage$ V_ {i} $ se aplica al terminal no inversor de todos los comparadores. La caída de voltaje a través de cada resistor de abajo hacia arriba con respecto a tierra se aplica al terminal inversor de los comparadores de abajo hacia arriba.
A la vez, todos los comparadores comparan el voltaje de entrada externo con las caídas de voltaje presentes en el otro terminal de entrada respectivo. Es decir, las operaciones de comparación las realiza cada comparador.parallelly.
los output of the comparatorserá '1' siempre que $ V_ {i} $ sea mayor que la caída de voltaje presente en el otro terminal de entrada respectivo. De manera similar, la salida del comparador será '0', cuando $ V_ {i} $ sea menor o igual que la caída de voltaje presente en el otro terminal de entrada respectivo.
Todas las salidas de los comparadores están conectadas como entradas de priority encoder.Este codificador de prioridad produce un código binario (salida digital), que corresponde a la entrada de alta prioridad que tiene '1'.
Por lo tanto, la salida del codificador de prioridad no es más que el equivalente binario (digital output) de voltaje de entrada analógica externa, $ V_ {i} $.
El ADC de tipo flash se utiliza en aplicaciones en las que la velocidad de conversión de la entrada analógica en datos digitales debería ser muy alta.