Unidade 3 - Atividade A3 - Eletronica Analógica

Prévia do material em texto

FMU – FACULDADES METROPOLITANAS INIDAS 
Curso: Engenharia de Controle e Automação 
DISCIPLINA – ELETRÔNICA ANALÓGICA 
ALUNO - IRANILDO BEZERRA DE SÁ 
PROFESSOR – JOSÉ MÁRIO CARUSO 
ASSUNTO – TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO E AMPLIFICADORES DE 
SINAL CA 
 
Condição Proposta: 
Os conversores A/D ou D/A — que convertem o sinal analógico para o digital ou o 
digital para analógico — são usados em diversos tipos de equipamentos e 
aplicações, como a leitura de sensores, sejam estes industriais, sejam sensores 
simples, presentes no nosso cotidiano. Os conversores também são utilizados na 
digitalização de áudio e vídeo. 
Na sequência, encontramos um exemplo de sensor de nível industrial, largamente 
aplicado, que conta com conversor A/D. 
 
 
Fonte: Ekipaj, Shutterstock, 2020. 
Além disso, esses conversores de analógico para digital possuem inúmeros 
subcircuitos para a implementação efetiva e eficiente da conversão dos sinais. 
Um exemplo é, sem dúvida, o uso dos seguidores de tensão, tipos importantes de 
amplificadores obtidos a partir de transistores. 
 
FMU – FACULDADES METROPOLITANAS INIDAS 
Curso: Engenharia de Controle e Automação 
Assim, nesse sentido, considerando nossos estudos e o conteúdo exposto, 
desenvolva um relatório técnico de até cinco páginas a respeito do projeto de um 
circuito seguidor de fonte para a situação problema apresentada. Para tanto, 
tenha como base uma revisão teórica sobre o assunto, justificando o porquê de 
utilizar o circuito escolhido; uma simulação computacional feita para esse circuito; 
e uma explicação quanto ao funcionamento do circuito escolhido. 
Elaboração do relatório solicitado 
 
1 – Objetivo: 
Este relatório técnico tem como objetivo descrever o projeto de um circuito 
seguidor de fonte de tensão, bem como explicar o funcionamento deste circuito, 
para fins acadêmicos. 
2 – Definição de Conversor A/D ou ADC: 
O Conversor analógico-digital (frequentemente abreviado por conversor A/D ou 
ADC) é um dispositivo eletrônico gerador de uma representação digital (discreta 
no tempo) a partir de uma grandeza analógica (contínua no tempo), um sinal 
representado por um nível de tensão ou intensidade de corrente elétrica. 
O conversor ADC pega um sinal analógico e o converte no domínio digital 
 
 
 
3 – Aplicabilidade: 
Os ADSs sigla do Inglês (analog-to-digital converter), são muito úteis na interface 
entre dispositivos digitais do tipo microprocessadores, microcontroladores, DSPs 
(Digital Signal Processor) e dispositivos analógicos, o principal objetivo dos 
conversores A / D dentro de um sistema de aquisição de dados é converter sinais 
analógicos condicionados, em um fluxo de dados digitais, para que o sistema de 
aquisição de dados possa processá-los para exibição, armazenamento e análise. 
3.1 – Principais tipos de Conversores A / D 
Existem cinco tipos principais de ADCs hoje, no mundo moderno dos DAS (Data 
Acquisition Systems), que são: Aproximação Sucessiva, Delta-sigma, Dual-slope 
ADC, Flash ADC e Pipeline. 
FMU – FACULDADES METROPOLITANAS INIDAS 
Curso: Engenharia de Controle e Automação 
4 – Escolha do projeto: 
Dentre os principais tipos de ADSs, destacarei um projeto para aplicação de 
circuito que tenha uma implementação efetiva e eficiente da conversão dos sinais 
para a situação apresentada a cima e de grande aplicação na indústria, que é o 
sistema de aquisição de dados por aproximação sucessiva. O SAR analog-to-
digital converter pois o mesmo oferece um excelente equilíbrio de velocidade e 
resolução e lida com uma ampla variedade de sinais com excelente fidelidade, 
Também já existe há muito tempo no mercado, portanto, os projetos de SAR são 
estáveis e confiáveis, e os chips são relativamente baratos. Eles podem ser 
configurados para cartões A / D simples, onde um único chip ADC é 
"compartilhado" por vários canais de entrada (placas A / D multiplexadas) ou em 
configurações em que cada canal de entrada possui seu próprio ADC para 
verdadeira amostragem simultânea. 
Diagrama de blocos típico de SAR 
 
 
 
 
 
 
5 – Funcionamento do Conversor A/D ou ADC por sucessiva aproximação: 
As entradas analógicas são especificadas pelo tipo de sinal (0 a 5 V, 0 a 10 V, 0 a 
20 mA, 4 a 20 mA), as entradas analógicas também são especificadas pela sua 
resolução (8 bits, 10 bits, 12, bits, 16 bits). As entradas analógicas podem estar 
contidas na CPU principal ou em módulos de expansão. 
Para funcionamento da entrada analógica da maioria dos ADCs é 5V, motivo pelo 
qual quase todos os front-ends de condicionamento de sinal fornecem uma saída 
condicionada que é a mesma. 
O SAR ADC típico usa um circuito de amostragem e retenção, que absorve a 
tensão analógica condicionada do front-end de condicionamento de sinal e um 
https://en.wikipedia.org/wiki/Successive_approximation_ADC
https://en.wikipedia.org/wiki/Successive_approximation_ADC
FMU – FACULDADES METROPOLITANAS INIDAS 
Curso: Engenharia de Controle e Automação 
DAC integrado cria uma tensão de referência analógica igual à saída do código 
digital da amostra e mantém no circuito. 
Ambos os sinais são inseridos em um comparador que envia o resultado da 
comparação para o SAR ADC. Esse processo continua por "n" tempos 
sucessivos, com "n" sendo a resolução de bits do próprio ADC, este método 
busca o valor que mais se aproxima da tensão de entrada otimizando e tornando 
a resolução mais rápida. Pois o Registrador de aproximações sucessivas (RAS), 
que inicia o processo pelo seu bit mais significativo em ‘1’. Se a saída do 
comparador indicar que é V, caso contrário o bit é colocado em ‘0’. Por 
conseguinte, o registrador coloca o seu próximo bit mais significativo em ‘1’ e 
repete o teste. Após sucessivos testes com os bits subsequentes o registrador 
conterá o valor binário do sinal na entrada. Então o registrador de aproximação 
sucessiva nada mais faz do que programar uma busca binária para esta 
conversão. 
6 – Conclusão: 
A escolha do circuito seguidor de tensão com registrador de aproximação 
sucessiva, para conversão de sinal analógico em digital, deve-se pelo fato de que 
estes são amplamente utilizados no mercado de baixo custo, pois podem ser 
usados de forma multiplexada, onde vários canais são amostrados com um 
Conversor A/D e também são amplamente utilizados no mercado de custo médio 
devido à sua velocidade e boa resolução do eixo de amplitude. 
7 – Referências Bibliográficas: 
Smith, Grant Maloy, base de conhecimento de aquisição de dados: 
https://dewesoft.com/pt/blog/o-que-e-conversor-adc 
Livre, Wikipedia Enciclopédia, Conversor analógico-digital: 
https://ecil.com.br/conversor-analogico-
digital/#:~:text=O%20conversor%20anal%C3%B3gico%2Ddigital%20(frequentem
ente,ou%20intensidade%20de%20corrente%20el%C3%A9trica. 
 
 
 
https://dewesoft.com/pt/blog/o-que-e-conversor-adc