Adc Aproximaciones Sucesivas

ADC de aproximaciones sucesivas El ADC de aproximaciones sucesivas es uno de los ADCs más usados y tiene como parte de sus características fundamentales la conversión en lapso de tiempo corto, con respecto a las configuraciones que le preceden como el convertidor de rampa.

Su modo de operación es de la siguiente manera: De inicio, borra todo lo que tenga almacenado en los bits y lo pone a ceros, esto con el objetivo de partir desde el bit más significativo por su modo de operación. Como se menciono anteriormente, lo primero que se realizará es colocar un uno en el bit más significativo y comenzar la comparación con el voltaje de entrada, que se expresará en código binario para que resulte más sencilla la operación. Para ejemplificar de una manera más propia, realizaremos justo en el desarrollo de cada paso el ejemplo que se nos pido de tarea. Suponiendo un ADC de aproximaciones sucesivas que opera de 0 a 5 volts (en donde el voltaje máximo de 5 volts será tomado como el voltaje de referencia para la conversión), con un voltaje de entrada de 2 volts. Por lo tanto, tenemos al inicio solo ceros, en el paso 0 ó paso de inicio, como se puede apreciar en la tabla.

Pulso 0[inicio]

Palabra digital 0000 0000

Fracción de estado-tensión aproximada (0/255)*5=0<2

Después se agrega el bit más significativo con un uno y se realiza la comparación con los 2 volts de entrada. La tabla muestra la operación realizada en donde dividimos el código representado por el ADC (valor numérico decimal de la palabra digital) entre el número máximo de codificación para los 8 bits, que es 255, encontrando la resolución en voltaje correspondiente a la palabra digital, para después multiplicar ese resultado por los 5 volts (voltaje de entrada), obteniendo el voltaje de la palabra digital y compararlo con el voltaje de entrada. Ahora, si el valor del voltaje obtenido de la palabra digital es menor al voltaje de entrada, ese bit que se agrego como uno es conservado y el ADC agrega un uno al bit siguiente de forma descendente, es decir, se agregó un uno al bit más significativo y ahora, se deberá agregar un bit uno a la derecha de este. Pero si es mayor el voltaje de la palabra digital, entonces el bit que había sido agregado es cambiado a su estado original (a cero) y se fija la atención al bit en precedencia descendente, es decir, se deja en cero el bit mas significativo y el bit que se encuentra a su derecha es ahora el centro de atención para que ahí sea agregado el bit uno. Podemos verlo más claramente en la tabla siguiente, en donde el primer bit a la derecha del bit más significativo fue cambiado de cero a uno. Se realiza el cálculo mencionado y encontramos que el resultado del voltaje de la palabra digital es menor al voltaje de entrada, por lo que, siguiendo lo que definimos anteriormente, ese bit uno quedará en ese lugar y ahora, el bit a la derecha del mismo será ocupado por un uno. Pulso 0[inicio] 1 2 3

Palabra digital 0000 0000 1000 0000 0000 0000 0100 0000

Fracción de estado-tensión aproximada (0/255)*5=0<2 (128/255)*5=2.5>2 (0/255)*5=0<2 (64/255)*5=1.25<2

Y siguiendo esa secuencia, obtendremos la aproximación al valor de entrada (2 volts) como se observa en la tabla. Hasta donde nuestra tabla ha resuelto, estamos demasiado cerca de alcanzar el valor deseado, pero es justo aquí en donde se ven algunos detalles de la aproximación. El siguiente paso, que será el pulso número 8 arrojado por el reloj, pero el paso número 7 tomando en cuenta el inicio de las aproximaciones, dice que será agregado un uno en el bit que se encuentra antes de llegar al bit menos significativo, lo que incrementará nuestro

valor de palabra digital y se quedará a escasos 0.01 volts del valor deseado, que son los 2 volts de entrada. Pulso 0[inicio] 1 2 3 4 5 6 7

Palabra digital 0000 0000 1000 0000 0000 0000 0100 0000 0111 0000 0110 1000 0110 0100 0110 0110

Fracción de estado-tensión aproximada (0/255)*5=0<2 (128/255)*5=2.5>2 (0/255)*5=0<2 (64/255)*5=1.25<2 (112/255)*5=2.1875>2 (104/255)*5=2.03>2 (100/255)*5=1.95<2 (102/255)*5=1.99<2

Esto nos bastaría para ser visto como resultado, pero el ADC no detendrá ahí su proceso, porque tiene que hacer el recorrido completo, para cerciorarse de que no existe otro dato más cercano, por lo que adiciona un uno al bit menos significativo, obtiene el voltaje de la palabra digital y compara. El resultado es de 2.01 volts, cantidad superior a los 2 volts de entrada, por lo que el ADC intentará buscar un resultado más cercano y la única opción que tiene es quitar es ultimo bit uno que agrego en la casilla menos significativa, comparar ese voltaje de palabra digital con el voltaje de entrada y agregar otro bit uno a la derecha de su posición anterior, pero dicha posición ya no existe porque esta al limite de bits y el valor resultante de quitar el bit recién agregado lo remonta a su opción anterior, por lo que con la siguiente tabla habrá culminado y habrá encontrado el voltaje expresado en palabra digital. Existe la duda entre cual de los dos valores debe ser tomado como el resultado y esta se disipa debido a que la elección del valor correcto en estos casos siempre es la menor o la palabra digital anterior a la que excede del valor de entrada, por lo que el resultado se marca en la tabla con la fila iluminada en color azul. Pulso 0[inicio] 1 2 3 4 5 6 7 8

Palabra digital 0000 0000 1000 0000 0100 0000 0110 0000 0111 0000 0110 1000 0110 0100 0110 0110 0110 0111

Fracción de estado-tensión aproximada (0/255)*5=0<2 (128/255)*5=2.5>2 (64/255)*5=1.25<2 (96/255)*5=1.875<2 (112/255)*5=2.1875>2 (104/255)*5=2.03>2 (100/255)*5=1.95<2 (102/255)*5=1.99<2 (103/255)*5=2.01>2