Electrónica digital.

1. 1
Convertidores A/D-D/A (Unidad 4)
TELEFONIA – Ing Luis Pruna

2. 2
Conversores A/D-D/A - Objetivos
-Aprender sobre conversores A/D-D/A
-Aprender sobre sus características
-Aprender sobre virtudes y defectos
-Aprender sobre interconexión

3. 3
Mundo Real – Fenómenos
Conversores D/A-A/D - Introducción
Medición Analógica
Variables Físicas
Tratamiento Digital - Respuesta
Actuación Analógica
Variables Físicas – Mundo Real
Conversor A/D
Conversor D/A

4. 4
Mundo Real – Fenómenos
Conversores D/A-A/D - Introducción
Variables Físicas
Calor, Viento, Ruido, Sonido, Movimiento, Inercia,
Luz, Electricidad, Sabor, Olor …
Temperatura, Humedad, Velocidad, Desplazamiento, Presión,
Frecuencia, Fuerza, Luminosidad, Tensión, Corriente, Acidez …

5. 5
Conversores D/A-A/D - Introducción
• Trasductores (Físico Eléctrico), Muestreo (Variables
Fijo),
Medición Analógica

6. Conversores D/A-A/D - Introducción
6
Medición Normalizada
(4-20mA, 1-5V,)

7. 7
Conversores D/A-A/D - Introducción
Tratamiento Digital - Respuesta
Conversor A/D
Medición
Visualización, Procesamiento (Escala, Filtrado),
Presentación, Almacenamiento, Análisis,…
Actuación sobre el medio
Alarma, Procesamiento (adaptación), Presentación,
Almacenamiento, Análisis,…

8. 8
Conversores D/A-A/D - Introducción
Actuación Analógica
Variables Físicas – Mundo Real
Actuador (Eléctrico Normalizado (4-20mA, 1-5V,) 
 Físico, Amplificador,…
Movimiento, Calor, Sonido, Luz, Electricidad,…
Conversor D/A

9. 9
Conversores D/A-A/D - Introducción
Algunos conceptos
Conjunto de ondas producidas por un cuerpo al vibrar, que
crea una variación de presión en el medio que le rodea y
pueden ser captadas por el oído.
Existen 3 características de percepción del sonido : el
tono, la intensidad y el timbre. Estas coincides con 3
características físicas: la frecuencia, la amplitud y la
composición armónica o forma de onda
Sonido ¿Qué es?

10. Conversores D/A-A/D - Introducción
Las ondas de sonido son ondas mecánicas longitudinales.
El material transmitido por una onda de sonido va en la dirección de la
propagación de la onda.
Longitud de Onda: Es la distancia que recorre el sonido en un ciclo completo.
Fase: Desplazamiento en el periodo de la onda.
Características de la Onda (Sonido)

11. Frecuencia: Esta definido por el numero de ciclos de vibración que
pasan por un punto dado cada segundo.
Es el tono y se mide en hertzios (ciclos por segundo). La escala audible es 20
a 20 khz.
Notas bajas: (graves) como 20 hz como el órgano o retumbar de máquinas
pesadas
Notas altas: (agudas) como o notas altas de un violín
Conversores D/A-A/D - Introducción

12. Amplitud: Es la cantidad de desplazamiento de presión sobre y bajo
el nivel de equilibrio atmosférico.
Se expresa en unidades de volumen (VU) o decibeles dB
Umbral de dolor 130 dB como una orquesta de 75 instrumentos en
fortísimo
Conversación 60 dB y silencio exterior 10 dB.
Conversores D/A-A/D - Introducción

13. 13
Conversores D/A-A/D - Introducción
Algunos conceptos (Códigos Binarios Fraccionarios)
Una vez aclaradas las diferencias básicas entre la
tecnología analógica y la digital, veamos ahora cómo se
efectúa el proceso de conversión de una tecnología a otra.
Para realizar esa tarea, el conversor ADC (Analog-to-
Digital Converter - Conversor Analógico Digital) tiene que
efectuar los siguientes procesos:
1.- Muestreo de la señal analógica.
2.- Cuantización de la propia señal
3.- Codificación del resultado de la cuantización, en
código binario.

14. 14
Conversores D/A

15. 15
Conversores A/D
Función de Transferencia del Conversor A/D (3bits)
Tensión Analógica Normalizada de Entrada
Número Binario
de Salida
(En Código y en
Representación
Fraccionaria)

16. 16
Conversores A/D

17. Conversores A/D
17

18. Conversores A/D
18

19. 19
Conversores A/D
A/DVin
A-GND
Vref (+)
Vref (-)
V-Entrada
Normalizada
(0[V] a FS[V])
V. de FS[V]
V. de 0[V]
V(+)
V(-)
V-Alim. Circ.
Analógicos (+)
V-Alim. Circuitos
Analógicos (-)
D-GND
V-Alim. Circ.
Digitales
Vcc SOC EOC Fin Conversión
Inicio Conversión
OE Dato al Bus
(MSB) Bit 1
(LSB) Bit n
Bit n-1
Bit 2
Bit 3
----
----
Bus
de
Datos

20. 20
Primero se define el número máximo de bits de salida (la
salida digital). Este dato permite determinar el número
máximo de combinaciones en la salida digital. Este número
máximo está dado por: 2n
donde n es el número de bits.
Conversores D/A
Para hallar la resolución se utiliza la siguiente fórmula:
Resolución = VoFS / [2n
- 1]
Donde:
- n = número de bits del convertidor
- VoFS = es el voltaje que hay que poner a la entrada del
convertidor para obtener una conversión máxima (todas las
salidas son "1")

21. 21
Ejemplo:
Se tiene un convertidor digital - analógico de 8 bits y
el rango de voltaje de salida de 0 a 5voltios.
Con n = 8, hay una resolución de 2n
= 256 o lo que es o mismo:
El voltaje de salida puede tener 256 valores distintos (contando el
"0")
También: resolución = VoFS / [2n
- 1] = 5 / 28
-1 = 5 / 255 = 19.6
mV / variación en el bit menos significativo.
Con n = 4 bits, se consiguen 2n
= 16 posibles combinaciones de
entradas digitales

22. 22
Si el voltaje máximo es 10 Voltios, entonces el Vref.
(voltaje de referencia) será 10 / 16 = 0.625Voltios.
Si el voltaje máximo es 7 voltios, Vref = 7 / 16 =
0.4375 Voltios.
Se puede ver estos voltajes de referencia serán diferentes
(menores) si se utiliza un DAC de 8 o más bits. Con el de 8
bits se tienen 256 combinaciones en vez de 16. Esto
significa que el voltaje máximo posible se divide en mas
partes, lográndose una mayor exactitud.

23. 23
Si n=4 el Vref = 0.5 Voltios:

24. 24
Conversores D/A
D/A Vout
A-GND
Vref (+)
Vref (-)
V-Salida
Normalizada
(0[V] a FS[V])
V. de FS[V]
V. de 0[V]
V(+)
V(-)
V-Alim. Circ.
Analógicos (+)
V-Alim. Circuitos
Analógicos (-)
D-GND
V-Alim. Circ.
Digitales
Vcc
StrobeFijar (Strobe)
Bit 1 (MSB)
Bit n (LSB)
Bit n-1
Bit 2
Bit 3
----
----
Bus
de
Datos

25. 25
Conversores A/D-D/A
Consideraciones sobre las señales
-Tensiones V(+), V(-) y A-GND
-Tensiones Vref(+) y Vref(-)
-Tensión de Entrada/Salida Vin/Vout
Analógicas
Digitales
-Tensiones Vcc y D-GND
-Señales de referencias
- Bits de Salida/Entrada

26. 26
Conversores A/D
Características
-Resolución (Bits; Vint(LSB))
-Tiempo de Conversión
-Rango de tensión de Entrada
-Precisión (Calidad)
-Linealidad (Vout en todo Rango)
-Estabilidad (temperatura, tiempo)
-Cantidad de Canales. Selección,
tiempo de adquisición.
-Precio