ELT403_-_Aula_12_-_Conversores_AD_e_DA

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ELTA02 – ELETRÔNICA ANALÓGIA II
AULA 12 – CONVERSORES A/D E D/A
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OBJETIVOS
• Entender o básico sobre a conversão 
analógica/digital (A/D) de digital/analógica 
(D/A) de sinais
• Entender alguns tipos simples de conversor 
A/D e D/A
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INTRODUÇÃO
•Muitas tensões e correntes em eletrônica variam 
continuamente ao longo de uma faixa de 
valores. 
• Em circuitos digitais os sinais estão em um de 
dois níveis possíveis, representando os valores 
binários 1 ou 0. 
• Um conversor analógico/digital (A/D ou ADC) 
gera um valor digital representando uma tensão 
analógica de entrada. 
• Enquanto o conversor digital/analógico (D/A ou 
DAC) converte um valor digital em uma tensão 
analógica.
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PROCESSADORES DIGITAIS
• Essa conversão é necessária pois a maioria dos 
controladores (ou computadores) processam apenas 
sinais digitais
• No entanto, as variáveis físicas a serem medidas são 
analógicas, assim como as variáveis físicas a serem 
controladas
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CONVERSÃO ANALÓGICO/DIGITAL
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• Um conversor A/D transforma um 
sinal analógico, contínuo no tempo, 
num sinal amostrado, discreto no 
tempo, quantizado dentro de um 
número finito de valores inteiros, 
determinado pela resolução 
característica do conversor em bits 
(8, 10, 12, 16 etc). 
• Por exemplo, na figura ao lado o 
conversor tem apenas 3 bits e o sinal 
de entrada é transformado em 
amostras com os valores entre 0 e 
(23-1) = 7.
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RESOLUÇÃO DE CONVERSORES A/D E 
D/A
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• Nos dois tipos de conversão, a resolução depende da 
quantidade de tensão por estágio:
𝑅𝑒𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 =
𝑉!"#
2$
• Onde n é o número de estágios digitais (ou bits)
• Um ADC com 12 bits com um nível de referência 
(tensão máxima) de 10 V tem a seguinte resolução:
𝑅𝑒𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 =
𝑉!"#
2$
=
10𝑉
2%&
= 2,4 𝑚𝑉
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CONVERSOR A/D EM ESCADA
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• Nesse tipo de conversor, um 
contador digital avança a partir de 
zero enquanto um circuito em 
escada converte a contagem 
digital para uma tensão em 
escada analógica
• Quando a tensão em escada 
dentro do comparador se iguala à 
tensão analógica de entrada, o 
contador para. 
• A última contagem é a conversão 
digital da entrada analógica.
• Uma desvantagem desse tipo 
conversor é o tempo tem 
conversão
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CONVERSOR A/D DE DUPLA RAMPA 
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• A tensão analógica de entrada é aplicada a um 
integrador ou circuito gerador de rampa. 
• A saída digital é obtida de um contador digital que 
funciona durante os intervalos de inclinação positiva e 
negativa do integrador.
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CONVERSOR A/D DE DUPLA RAMPA
RAMPA CRESCENTE
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• Para um intervalo fixo: 
• A tensão analógica é 
aplicada ao integrador. 
• A saída do integrador se 
eleva até um nível positivo. 
Essa tensão positiva é 
aplicada ao comparador. 
• No fim do intervalo fixo: 
• O contador é resetado a 0.
• Um chaveamento eletrônico se conecta à entrada do 
integrador a uma entrada fixa ou tensão de referência.
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CONVERSOR A/D DE DUPLA RAMPA
RAMPA CRESCENTE
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• A saída do integrador decai 
a uma taxa fixa
• A contagem avança 
durante esse tempo
• Quando a saída do 
integrador (entrada do 
comparador) cai para baixo 
do nível de referência do 
comparador, a lógica de 
controle para na contagem.
• A saída digital de 
contagem é a conversão 
digital da entrada analógica
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EXEMPLO DE RESOLUÇÃO DE UM 
CONVERSOR D/A
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CONVERSOR D/A REDE R-2R
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• Uma forma de realizar a conversão D/A é através 
da rede R-2R, como o conversor de 4 bits da figura
refo VDDDDV 4
3
3
2
2
1
1
0
0
2
2222 ´+´+´+´
=
Tensão de saída:
Resolução de tensão:
𝑉' =
𝑉!"#
2$
𝐵
Para o caso de 4 bits:
Onde B é a palavra digital e 
n é o número de bits
𝑅𝑒𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 =
𝑉!"#
2$
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CONVERSOR D/A REDE R-2R PRÁTICO
• Cada chave digital 
liga a tensão Vref em 
um ponto do circuito 
• Estas tensões 
geram correntes 
com pesos 
diferentes dados 
pela rede R-2R que 
são somadas e 
amplificadas pelo 
AmpOp
• A tensão de saída é
𝑉! =
𝑉"#$
2% 𝐵
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REFERÊNCIAS
•Robert L. Boylestad e Louis Nashelsky. 
“Dispositivos eletrônicos e Teoria de 
Circuitos”, 11ª Ed., 2013, Pearson.
•Capítulo 13
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