09 adc (1)

Conversor analógico-digital

Guilherme Luiz Moritz1

1 DAELT - Universidade Tecnológica Federal do Paraná

29 de janeiro de 2014

Moritz, G.L. Conversor analógico-digital

Modo Captura

1 Transdutor: Dispositivo que converte a variável física em uma variávelelétrica.

2 Conversor Analógico-Digital (ADC)3 Sistema Digital: Gera os sinais de controle ou realiza o

monitoramento.

4 Conversor Digital-Analógico (DAC)5 Atuador: O sinal analógico pode ser conectado em algum dispositivo

que modificará a variável física.


Conversores A/D


Definições

O conversor A/D realiza a conversão de uma tensão analógica emvalores digitais, isto é, em números binários;

Para o PIC16F877A, a conversão do valor analógico em digital érealizada com comprimento de 10 bits;

Quanto maior a quantidade de bits, maior a resolução e precisão doA/D;

Por exemplo, supondo que a tensão aplicada ao pino de A/D varia entre0 e 5 V, e que o conversor possui 8 bits, a resolução é:

Resolução =∆V

2N − 1=

528 − 1

=5

255= 19,61 mV

Alterando o conversor A/D para 10 bits, temos:

Resolução =∆V

2N − 1=

5210 − 1

=5

1023= 4,88 mV


Exemplos de Cálculo para Conversão A/D

Parâmetros:

A/D de 8 bits+ Vref = Vdd = 5V- Vref = Vss = 0VResolução de 19,61 mV/bit1,3 V = ?

Parâmetros:

A/D de 10 bits+ Vref = Vdd = 5V- Vref = Vss = 0VResolução de 4,88 mV/bit1,3 V = ?

5 V→ 2551,3V→ X

X = 51

5 V→ 10231,3V→ X

X = 265,9 ' 266


Módulo A/D - PIC16F877A

10 bits de conversão8 canais de entrada

AN0 – RA0AN1 – RA1AN2 – RA2AN3 – RA3AN4 – RA5AN5 – RE0AN6 – RE1AN7 – RE2

Tensões de referênciaconfiguráveis:

Vref+ (superior)Vref- (inferior)


Diagrama em Blocos do A/D


Registradores de Configuração do A/D

ADCON0 (A/D Control Register 0):Controla a operação do módulo A/D

ADCON1 (A/D Control Register 1):Configura as funções do PORTA e PORTE, e como o resultadoserá armazenado

ADRESH (A/D Result High Register):Parte alta do resultado do A/D

ADRESL (A/D Result Low Register):Parte baixa do resultado do A/D


Registrador ADCON0

ADCS1:ADCS0: Seleção do clock deconversão do A/D

Em conjunto com o ADCON1.

CHS2:CHS0: Seleção do canal analógico

000 – canal 0 (AN0)001 – canal 1 (AN1)010 – canal 2 (AN2)011 – canal 3 (AN3)100 – canal 4 (AN4)101 – canal 5 (AN5)110 – canal 6 (AN6)111 – canal 7 (AN7)

GO/DONE: Bit de status da conversãoA/D

0 – conversor A/D em espera1 – conversão A/D em progresso setar esse bit para iniciarconversão!

ADON: Bit para ligar o módulo A/D

0 – conversor A/D desligado1 – conversão A/D ligado


Registrador ADCON1


Conversores D/A


Reconstruindo um Sinal Digitalizado

Quando se armazena uma forma de onda digitalizada, asamostras são obtidas em intervalos fixos a uma taxa(frequência de amostragem) pelo menos duas vezes maiorque a maior frequência presente no sinal analógico Critério de Nyquist!


Circuitos Conversores D/A

Resistores Ponderados:

Vout = −(

VD +12

VC +14

VB +18

VA

)


Circuitos Conversores D/A

Rede R-2R:


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