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Conversor Analgico /Digital O que : Um sistema eletrnico que recebe uma tenso analgica em sua entrada e converte essa tenso para um valor digital em sua sada. Processo de converso Consiste basicamente em aplicar uma informao analgica em um conversor e recolher na sada uma informao digital

Os conversores A/D mais comuns so: -Conversor A/D tipo contador de rampa; -Conversor A/D tipo contador de rampa contnuo; -Conversor AD de Aproximao sucessiva; -Conversor A/D integrador por dupla inclinao.

Conversor Analgico /DigitalConversor A/D tipo contador de rampa

Tem esse nome porque a sua tenso de sada aumenta gradualmente de forma semelhante a uma rampa Funcionamento: - A converso iniciada com um pulso start que zera o contador . O comparador alimentado com tenso analgica desejada. -A sada do comparador aciona a porta E e libera a entrada de pulsos de clock no contador.

Conversor Analgico /DigitalConversor A/D tipo contador de rampaO contador comea a receber os pulso e indica na sada , em linguagem binria, os pulsos recebidos. O conversor D/A ligado na sada do circuito converte o valor binrio da sada para analgico e os envia para o comparador. Quando a tenso de sada do conversor D/A for igual a tenso da entrada analgica, a sada do comparador ser zerada. Isso bloqueia a entrada do clock, e a sada digital indicar um valor binrio correspondente tenso analgica.

Vantagens e desvantagens A vantagem desse tipo de conversor ser simples, preciso e de baixo custo. Este conversor , porm, muito lento e tem que ser zerado para realizar nova converso, quando houver uma diminuio da tenso de entrada analgica. Para solucionar tais problemas, utilizam-se os conversores de rampa contnuos que utilizam contadores crescentes e decrescentes.

Conversor Analgico /DigitalConversor A/D tipo contador de rampa contnuo

O conversor A/D tipo contador de rampa contnuo no necessita de sinal de startpara iniciar a converso. Ele faz a converso toda vez que h variao na entrada analgica, mesmo que aja aumento ou diminuio de tenso. Funcionamento: - semelhante ao do conversor tipo rampa. -Quando a entrada analgica alimentada com algum tipo de tenso, enviado ao circuito um sinal positivo (quando houver um aumento de tenso de entrada) ou negativo (quando houver diminuio de tenso de entrada). - De acordo com o sinal recebido pelo circuito de controle, ele determina se a contagem progressiva ou regressiva e libera a entrada do sinal de clock. A contagem se realiza at que a tenso enviada pelo conversor A/D se iguale tenso de entrada , e a sada do comparador seja zerada. Isso far o circuito de controle bloquear a entrada de clock, e a sada indicar um valor binrio correspondente entrada analgica.

Conversor Analgico /DigitalConversor A/D de aproximao sucessiva-Utilizado quando a velocidade de converso importante. -Utiliza um circuito denominado de amostra e reteno (Sample and Hold) por requer um certo tempo na converso. Circuito de amostra e Reteno

- um amplificador com duas funes de operao distintas controladas por um sinal lgico. -Uma das funes do amplificador a de fornecer uma amostra de tenso. Neste caso, o circuito funciona como um amplificador comum cuja tenso de sada segue a tenso de entrada. -A outra funo a de reteno, ou seja, a tenso de sada se mantm constante no valor final do perodo de amostra. Pode-se notar que: -O amplificador A1 um buffer de entrada com entrada de alta impedncia; -O amplificador A2 um buffer com alta impedncia de entrada e baixa impedncia de sada; -A chave S geralmente um circuito FET

Conversor Analgico /DigitalCircuito de amostra e retenoFuncionamento -Quando a chave S fechada, o capacitor se carrega rapidamente com a tenso de entrada -Quando S aberta, a sada de A2 mostrar o ltimo valor que estava no capacitor. Quando a chave se fechar novamente o capacitor se carregar com novo valor de amostra, que ser retido e indicado na sada. As formas de onda ilustrado no grfico:

Conversor Analgico /DigitalConversor A/D de aproximao sucessiva

-

- utilizado quando a velocidade de converso fator importante pois sua velocidade de converso de apenas alguns microssegundos. Pode-se destacar os seguintes blocos: -Um contador em anel formados pelos flip-flops tipo A (FF1 a FF6) que sero ativados sempre um de cada vez em nvel alto; -Quatro flip-flops(FFD a FFA) que so utilizados para registrar os bits digitais que alimentam a sada e o conversor D/A; -Um conversor D/A com funo de enviar sinal ao comparador;

Conversor Analgico /DigitalConversor A/D de aproximao sucessiva-Um circuito de amostra e reteno (sample and hold); -Um comparador que recebe a tenso de entrada analgica atravs do circuito de amostra e reteno e a tenso do conversor D/ -Aps a realizao da comparao, o comparador fornece em sua sada: Nvel o quando V0 - > V0 + Funcionamento: -Suponha que a entrada seja alimentada de 12 V. A converso iniciada com um pulso strobe.Quando este pulso surge, o circuito de amostra e reteno leva para a sada o valor da tenso analgica que estava na entrada e a entrada Data de FF1 fica em nvel 1. -Quando surgir o primeiro pulso de clock , FF1 transferir o nvel 1 de sua entrada data para a sada e ir iniciar FFC,FFB e FFA. -A entrada do conversor ter os nveis lgicos 1000 e a sada 8V. -O comparador ter em sua entrada V0- > V0+, portanto a sada ter nvel lgico 0. Isso inibir a entrada de reset dos flip-flops FFD a FFA. -Quando surgir o segundo pulso de clock , FF2 transferir o nvel 1 de sua entrada data para sua sada e ir iniciar oo FFC. -A entrada do conversor ter agora os nveis lgicos 1100 e sada 12V. -A sada do comparador continua com nvel lgico 0 pois V0- = V0+ e as entradas de reset de FFD a FFA continuam inibidas. -Quando surgir o terceiro clock, FF3 transferir o nvel lgico 1 de sua entrada para a sada e ir iniciar FFB. -A entrada do conversor ir apresentar agora , os nveis lgicos 1110 e 14V. Nvel 1 quando V0 - < V0 +

Conversor Analgico /DigitalConversor A/D de aproximao sucessiva-A sada do comparador passar para o nvel lgico 1 pois V0- < V0+ e possibilitar o reset dos flip-flops FFD a FFA. -Quando surgir o quarto pulso de clock, FF4 ir transferir para sua sada o nvel lgico 1 e ir iniciar FFA e tambm reinicializar FFB. -A entrada do conversor D/A ter agora os nveis lgicos 1101 e a sada , 13V. -A sada do comparador ir continuar com nvel lgico 1 pois V0- < V0+ e os pinos de reset dos flip-flops FFD a FFA continuam habilitados. -Quando surgir o quinto pulso de clock, FF5 ir transferir para a sua sada o nvel lgico 1 da entrada 2 e ir reinicializar o FFA. -A entrada do conversor D/A ter ento os nveis lgicos 1100 e a saida ser de 12V. -O comparador volta, ento, a ter o nvel lgico 0 em sua sada e inibe os pinos de reset dos flip-flops. -Quando surgir o sexto pulso de clock , FF6 transportar para sua sada o nvel lgico de sua entrada e habilitar as portas E. Estas transportaro os nveis lgicos de entrada do conversor para a sada digital, que o valor correspondente entrada analgica. -A sada Q6 de FF6 tambm habilita novamente o circuito de amostra e reteno cuja funo reter o novo valor de tenso. -Quando surgir o stimo pulso clock, o ciclo se repete e o novo valor binrio correspondente tenso analgica ser transportado para a sada digital quando FF6 for iniciado novamente.

Conversor Analgico /DigitalConversor A/D integrador por dupla inclinao

- largamente utilizado em instrumentos de medio onde a velocidade de converso no um fator importante. Funcionamento: -Ao se aplicar uma tenso na entrada analgica o circuito integrador comea a fornecer uma tenso (-V0) em rampa negativa para a entrada inversora do integrador.

Conversor Analgico /DigitalConversor A/D integrador por dupla inclinao-Assim que a entrada inversora recebe alguns milivolts de tenso, o limiar do comparador ultrapassado (V0 < 0). Ento a sada do comparador vai para o nvel 1 e a unidade de controle libera os pulsos de clock para o contador. -Quando o bit mais significativo do contador atingir nvel 1, termina o tempo t1 e a chave analgica acionada ligando VRef ao integrador em Lugar de VE. -A tenso de referncia de sinal oposto e de maior amplitude que a tenso de entrada. Assim, a sada do integrador passa a integrar no sentido positivo. O grfico abaixo mostra a forma de onda na sada do integrador.

t

- t1 o tempo do primeiro perodo de converso (t1 = 2/f); - t2 o tempo do segundo perodo de converso;

t2 =

VE 2 . VRe f f

-Vmx a sada do integrador no final do primeiro perodo de conversoVmx = VE .t1 Rc

Conversor Analgico /DigitalConversor A/D integrador por dupla inclinao- Vref a tenso de referncia - valor negativo > VE; - VE a tenso de entrada ; - N o nmero de bits de sada digital; - f a freqncia de clock do contador. -A constante de tempo RC de carga no influi no valor binrio porque o tempo de integrao depende da freqncia de clock.Isso faz t1 ficar constante.

- Referncias Bibliogrficas: Eletrnica Digital Herbert Taub, Donald Schilling. Editora McGraw-Hill Sistemas Digitais , Princpios e Aplicaes Ronald J. Tocci, Neal S. Widmer. Editora Prendice Hall, 8Edio Preparao para o Trabalho, Formao Bsica, Eletrnica Digital 2, SENAI -SP

A - Objetivo -Verificar a variao de tenso DC com um conversor Digital /Analgico ADC0804 . B- Prtica 1-Utilizar o circuito conversor A/D de 8 bits ADC0804 conforme mostra a figura 1 e variar a tenso utilizando o potencimetro na entrada, medindo seus valores de acordo com o a tenso dado em binrio pelos LEDs D0 a D7. Anotar estes valores na Tabela 1.

Roteiro de Prtica Conversor A/D

Figura 1 Conversor ADC0804 de 8 bits Tabela 1 Valor de Tenso DC de acordo com seus valores em Binrio

2- Montar o Grfico VDC x Dec 3- Concluses