conversor a/d por aproximaÇÕes sucessivas alunos: antonio wallace antunes soares
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CONVERSOR A/D POR APROXIMAÇÕES SUCESSIVAS ALUNOS: ANTONIO WALLACE ANTUNES SOARES LEONARDO VALE DE ARAUJO [email protected]. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
UFRN – UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTECT – CENTRO DE TECNOLOGIA
DEE – DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICAELE0622 - INSTRUMENTAÇÃO ELETRÔNICA
CONVERSOR A/D POR APROXIMAÇÕES SUCESSIVAS
ALUNOS: ANTONIO WALLACE ANTUNES SOARES LEONARDO VALE DE ARAUJO
Sumário
Introdução
Conversor A/D aproximações sucessivas
Conversor D/A R-2R Ladder
Comparador
Registrador de aproximações sucessivas
Resultados obtidos
Introdução
Atualmente, existem vários tipos de sistemas que se baseiam em grandezas analógicas, onde é necessário que seja realizado um processamento de dados por circuitos digitais (por exemplo, um computador).
Para que isso ocorra, é necessário efetuar uma conversão do sinal analógico para digital. Esta conversão é realizada por um circuito chamado conversor analógico/digital ("A/D converter" ou ADC).
Introdução
Existem vários tipos de conversores A/D tais como: comparador paralelo, rampa tipo contador, rampa dupla tipo integrador, aproximações sucessivas, dentre outros.
Este grupo decidiu realizar a implementação de um conversor A/D de aproximações sucessivas para a disciplina de Instrumentação Eletrônica ministrada pelo professor Luciano Fontes Cavalcanti.
Conversor A/D por aproximações sucessivas
Inicialmente, o SAR envia metade da tensão de referência do circuito para o DAC.
Este valor é convertido então é realizada a primeira comparação com a tensão de entrada.
Conversor A/D por aproximações sucessivas
O resultado da comparação é enviado ao SAR que atualiza o bit mais significativo.
Em seguida este novo valor é convertido novamente pelo DAC e enviado ao comparador.
Conversor A/D por aproximações sucessivas
Após a realização deste processo 10 vezes (resolução adotada), o SAR possui o valor mais próximo da entrada.
Conversor D/A R-2R Ladder
A figura abaixo mostra um exemplo deste conversor para 3 bits. O objetivo é encontrar a expressão da tensão de saída.
Conversor D/A R-2R Ladder
Utilizando o teorema da superposição e analisando primeiramente a fonte do bit mais significativo temos que:
I=Q22R
I=VoutRf
Conversor D/A R-2R Ladder
Igualando as duas equações acima encontra-se Vout. Realizando o mesmo processo acima para os demais bits podemos chegar a seguinte equação da tensão de saída.
Expandindo esta fórmula para o restante dos bits temos que:
Vout=Vref∗RfR
Q023 Q1
22 Q221
Vout=Vref∗RfR
Q0210
Q1
29 Q228 ...Q9
21
Conversor D/A R-2R Ladder
Para montar o conversor D/A foram usados dez resistores de 100K e dez resistores de 200K.
Para o segundo DAC foram usados dez resistores de 120K e des de 240K.
Comparador
Para o circuito do comparador de tensão utilizou-se o circuito integrado LM324N.
Registrador de aproximações sucessivas
A implementação do SAR foi na linguagem de descrição de hardware Verilog e foi simulado na ferramenta Quartus II da Altera.
O código utilizado encontra-se em anexo no relatório do trabalho.
A placa utilizada neste projeto foi a UP2 Altera Max EPM7128SLC847.
Resultados obtidos
Circuito desenvolvido na Protoboard.
Resultados obtidos
Primeiro teste – Conversor A/D de 3 bits.
Resultados obtidos
Versão final do protótipo.