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CONJUNTO DIDÁTICO DE ELETRÔNICA DIGITAL 
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Apostila de Treinamento 
Experiência 14: Conversor A/D 
 
Objetivo 
 Montar um circuito com um conversor A/D 
 Estudar e discutir as principais características deste tipo de circuito. 
 
Material utilizado 
 Bastidor LEG2000 
 Módulo MED45 – Conversor A/D 
 Multímetro 
 Cabos banana 
 
Introdução 
No ensaio anterior estudamos um determinado tipo de circuito capaz de converter 
um conjunto de bits, representando um valor numérico, em um valor de tensão. 
Durante este ensaio, você provavelmente deve ter se perguntado se é possível 
realizar o processo inverso, isto é, se é possível transformarmos um determinado 
nível de tensão, em um valor numérico representado por um conjunto de bits. A 
resposta como você deve imaginar é sim, e esta tarefa é realizada pelo conversor 
A/D, abreviação de conversor Analógico-Digital. 
Assim como o conversor D/A, o conversor A/D desempenha papel importante 
permitindo que os circuitos digitais possam receber informações oriundas de 
dispositivos analógicos, como sensores e transdutores. Retomando então o 
exemplo do som, podemos digitalizar o sinal oriundo de um microfone (que é um 
transdutor que converte energia mecânica em elétrica), para que este seja tratado, 
armazenado ou transmitido em meios intrinsicamente digitais. 
Assim como no caso da conversão digital-analógica, o formato com que os valores 
numéricos serão representados através de sinais digitais é relevante e, 
analogamente aos D/As, a vasta maioria de conversores A/D também trabalha com 
o formato binário. 
A resolução também é outra característica de extrema importância para o conversor 
A/D, afinal como vimos no ensaio anterior, a resolução afeta diretamente o degrau 
do conversor e, por conseguinte, a precisão da conversão. Por exemplo, um 
conversor A/D de 4bits, com tensão de referência de 5V (que equivale ao maior 
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valor de tensão que pode ser aplicado à sua entrada), terá um degrau equivalente a 
5÷24=0,3125. Um conversor A/D de 8bits, utilizando a mesma tensão de referência, 
teria um degrau igual 5÷28=0,01953, 16 vezes menor. Mas na prática o que isto 
significa? Vejamos como os conversores se comportariam quando a eles fossem 
aplicados um sinal de 0,1V (assumindo que eles converteriam para o valor binário 
mais próximo) 
- Conversor de 4bits: 0,1V -> 0000b 
 Erro = Valor Real – Comb.Binária x Degrau 
Erro = 0,1V – 0 x 0,3125 = 0,1V 
- Conversor de 8bits: 0,1V -> 0000 0101b 
 Erro = Valor Real – Comb.Binária x Degrau 
 Erro = 0,1V – 5 x 0,01953 = 0,00234V 
Este erro calculado acima é conhecido como erro de quantização, que consiste no 
erro introduzido pela conversão analógica-digital pela aproximação do valor real, ao 
valor numérico mais próximo disponível. Percebemos claramente acima, que o 
conversor A/D de 8bits, possui menor erro de quantização. 
Existem algumas topologias que podem ser empregadas na construção de um 
conversor A/D. As mais comuns são o conversor A/D por rampa (cujo diagrama 
interno é mostrado abaixo), o conversor de aproximações sucessivas (abreviado 
para SAR – Successive Approximation Register), o conversor flash e o Delta-sigma. 
Abordaremos aqui o primeiro tipo, já que não é o objetivo desta apostila esgotar 
toda a teoria, mas caso tenha interesse pesquise os demais circuitos em livros ou 
mesmo na internet. 
 
 
 
 
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O conversor A/D do tipo rampa, mostrado na figura acima trabalha da seguinte 
maneira: dado que um determinado valor analógico é aplicado a sua entrada, um 
contador inicia sua contagem, sendo que suas saídas estão ligadas a um conversor 
D/A. O resultado é que temos, na saída deste conversor D/A, uma rampa crescente 
de tensão (veja a experiência anterior, como foi construído um gerador de rampa). 
Esta rampa é comparada ao valor analógico de entrada, quando o valor de tensão 
da rampa é imediatamente acima do valor de entrada, um pulso é enviado a um 
latch, que armazena o estado atual das saídas do contador, sendo este justamente 
o resultado da conversão. Perceba que nesta conversão, a aproximação é feita 
sempre para a sequência binária imediatamente acima, e não para a sequência 
mais próxima, como tínhamos suposto no nosso exemplo anterior (refaça o exemplo 
anterior, supondo esta condição, e veja os impactos nos erros de quantização). 
A aproximação sempre para valores superiores é uma das críticas a este circuito. 
Outra é o tempo variável que uma conversão demora. Se o valor analógico de 
entrada for pequeno, a rampa logo o supera e a conversão termina. Por outro lado, 
se ele for próximo a Vref, a conversão demorará mais, já que a rampa atingirá este 
valor, apenas próximo do fim da contagem. Estas limitações levaram ao surgimento 
de outras arquiteturas, como aquela utilizada pelo conversor que estudaremos neste 
ensaio, a conversão por aproximações sucessivas. 
A simbologia do conversor A/D é muito semelhante a do conversor D/A, como pode 
ser visto abaixo. Porém, como a conversão A/D envolve uma série de 
procedimentos, é muito comum que os conversores tenham dois sinais de controle o 
SOC (Start of Conversion), de entrada, que sinaliza que um novo valor analógico foi 
inserido para ser convertido; e o EOC (End of Conversion), de saída, indicando a 
circuitos externos que a conversão já foi concluída. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Entrada 
D0 
D1 
D2 
D3 
Conversor A/D 
4 bits 
SOC EOC 
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Procedimento 
Nesta experiência iremos utilizar um conversor A/D, baseado em um circuito 
integrado bastante difundido, o ADC0809. 
 
Exemplo de aplicação: 
Os conversores A/D são elementos essenciais na interface com o mundo analógico, 
permitindo que valores oriundos de sensores e transdutores, sejam digitalizados, 
para que possam ser tratados, armazenados ou transmitidos em meios digitais. 
Assim, podem ser encontrados em aparelhos celulares, placas de captura de som 
ou vídeo, controladores lógicos programáveis, entre outros. 
 
1. Inicialmente, utilizando cabos banana de tamanho apropriado, realize as ligações 
no bastidor do conjunto didático conforme mostrado na figura a seguir: 
 
Nota: Para sua maior segurança, realize estas ligações com o conjunto didático 
desligado. 
 
2. Note que ligamos a entrada E0 do nosso conversor A/D ao centro de 
potenciômetro que apresenta suas extremidades ligadas a 5V e GND. Assim, 
poderemos variar o valor da tensão aplicada na entrada, sempre respeitando o 
limite máximo de 5V, já que Vref+ e Vref- estão ligadas em 5V e GND, 
respectivamente. Por último veja que ligamos os sinais de controle a geradores de 
nível lógico, para que possamos controlá-los 
 
 
 
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3. Antes de alimentar o bastidor, certifique-se de que todos os sinais de controle 
(principalmente OE) estão em nível baixo, em caso contrário o Conversor A/D pode 
ficar travado. Se isto ocorrer, desligue o painel, coloque os sinais de controle em 
nível baixo e religue. 
 
4. Para realizar a conversão é necessário seguir os seguintes procedimentos, na 
ordem indicada: 
 Escolha o endereço da entrada analógica a ser convertida, sendo que ADDC 
é o bit mais significativo e ADD A, o menos significativo; 
 Coloque o sinal ALE (Address Latch Enable) em nível alto, para que o novo 
endereço seja lido; 
 Coloque o sinal de Start em nível alto,para que a conversão inicie. 
 Retorne os dois sinais para nível baixo. 
 Note que a realização foi concluída quase instantaneamente (sinal EOC foi 
para nível baixo e retornou a nível alto, indicando a conclusão – a conclusão 
será tão mais rápida quanto maior for o clock, neste caso estamos 
trabalhando com o clock ligado ao gerador de 10kHz); 
 Coloque OE em nível alto para que o novo valor seja disponibilizado nas 
saídas. 
 
A figura a seguir exibe a carta de tempo deste processo: 
 
Fonte: Datasheet ADC0809 – National Semiconductor 
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5. Com o auxílio de um multímetro, ajuste a tensão na entrada analógica para os 
valores mostrados na tabela a seguir e registre o valor obtido da conversão. 
Entrada Analógica Saída Bin. Saída Dec. 
0 
0,5 
1 
1,5 
2 
2,5 
3 
3,5 
4 
4,5 
5 
 
 
6. Este nosso conversor também pode funcionar em modo on-line, realizando 
conversões sucessivas. Para isto interconecte a saída EOC à entrada Start e 
mantenha o sinal OE sempre alto. Varie a tensão analógica e note que a nova 
conversão é feita automaticamente. 
 
7. Cite aplicações em que cada um dos modos, on-line (conversões contínuas) e 
stand-by (conversão solicitada pelo usuário) são mais indicados. 
 
 
 
 
 
 
 
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8. Como os bits significativos se comportam? Eles assumem valores estáticos ou 
variam bastante? Explique o por que. 
 
 
 
 
 
 
 
 
9. De acordo com sua resposta do item anterior, explique como isto pode afetar a 
conversão, e como isso pode ser corrigido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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