Circuitos digitales 75 --- Convertidor analógico digital de aproximación sucesiva

Summary

En este video, se explica el funcionamiento de un convertidor analógico-digital de aproximación sucesiva. A lo largo de la lección, se detallan las características de este tipo de convertidor, su hardware más complejo y su ventaja principal: un tiempo de conversión constante, independiente del voltaje de entrada. Se realiza una explicación paso a paso con ejemplos prácticos para convertir voltajes como 6.5V y 13.2V a señales digitales, mostrando cómo el registro de aproximación sucesiva trabaja en cada etapa del proceso de conversión.

Takeaways

• 😀 El convertidor analógico a digital de aproximación sucesiva convierte una señal de voltaje analógica a un valor digital.
• 😀 Este tipo de convertidor es común, rápido y adecuado para muchas aplicaciones, aunque no es el más rápido entre los métodos de conversión.
• 😀 La principal ventaja del convertidor de aproximación sucesiva es que tiene un tiempo de conversión constante, independientemente del voltaje de entrada.
• 😀 El tiempo de conversión se puede calcular como el número de bits del convertidor dividido entre la frecuencia de reloj.
• 😀 La conversión de aproximación sucesiva no se ve afectada por variaciones del voltaje de entrada, lo que la hace más confiable en comparación con otros métodos.
• 😀 Un circuito de *Hold* se utiliza para mantener constante el valor de voltaje durante la conversión y evitar errores causados por variaciones rápidas.
• 😀 El proceso de conversión comienza con la prueba del bit más significativo (MSB) y se va realizando de manera secuencial hasta el bit menos significativo (LSB).
• 😀 El valor de cada bit se decide comparando la salida de un convertidor digital-analógico con el voltaje de entrada.
• 😀 En la conversión, si la salida del convertidor digital-analógico es mayor que el voltaje de referencia, el bit se pone a 0, de lo contrario se mantiene en 1.
• 😀 Un ejemplo de conversión muestra cómo el valor de 6.5V se aproxima a un valor digital de 6, mientras que 13.2V se convierte en 13.
• 😀 La precisión del convertidor depende de la cantidad de bits utilizados: cuántos más bits, mayor precisión en la conversión.

Q & A

¿Qué es un convertidor analógico-digital de aproximación sucesiva?

Es un tipo de convertidor que convierte una señal de voltaje analógica en un valor digital mediante un proceso de aproximación paso a paso. Es más rápido que otros tipos de convertidores, pero requiere más componentes y es más costoso.

¿Cuáles son las ventajas del convertidor de aproximación sucesiva?

Una de las principales ventajas es que el tiempo de conversión es constante, lo que facilita el cálculo del tiempo necesario para la conversión. Además, el tiempo de conversión no depende del voltaje de entrada, lo que lo hace más fiable en diversas condiciones.

¿Qué papel juega el circuito de Hold en el convertidor de aproximación sucesiva?

El circuito de Hold mantiene el voltaje de entrada constante durante el tiempo necesario para la conversión, evitando errores causados por variaciones del voltaje durante el proceso de conversión.

¿Cómo se calcula el tiempo de conversión en un convertidor de aproximación sucesiva?

El tiempo de conversión se puede calcular aproximadamente dividiendo el número de bits entre la frecuencia del reloj. Esto proporciona el tiempo necesario para completar la conversión.

¿Por qué el convertidor de aproximación sucesiva requiere más componentes que otros tipos de convertidores?

Debido a la complejidad de su funcionamiento, el convertidor de aproximación sucesiva necesita varios componentes, como un convertidor digital-analógico y un comparador, lo que aumenta su costo y complejidad en comparación con otros tipos de convertidores.

¿Cómo se realiza la conversión en un convertidor de aproximación sucesiva?

El convertidor comienza con un valor inicial de cero en el registro de aproximación sucesiva. Luego, en cada paso, se ajusta el valor de los bits hasta que se alcanza el valor digital correspondiente al voltaje de entrada, comparando el resultado con el voltaje de referencia en cada paso.

¿Qué es un comparador y cuál es su función en el convertidor de aproximación sucesiva?

El comparador es un dispositivo que compara el voltaje de entrada con el valor de referencia generado por el convertidor digital-analógico. Su función es determinar si el valor de salida del convertidor digital-analógico es mayor o menor que el voltaje de entrada para ajustar el registro de aproximación sucesiva.

En el ejemplo de conversión de 6.5 V, ¿cómo se llegó al valor final de 6?

A través de la aproximación sucesiva, el sistema va ajustando los bits del registro hasta encontrar el valor más cercano. El proceso involucró la comparación de 8, 4, 6 y 7 volts, y el valor de salida se ajustó a 6 porque es el valor más cercano a 6.5 sin excederlo.

¿Cómo se convierte un valor de 13.2 V en un valor digital en el segundo ejemplo?

En el ejemplo de 13.2 V, el registro de aproximación sucesiva comenzó con todos los bits en cero. Luego, los bits se ajustaron según los valores de voltaje comparados (8, 12, 14, 13) hasta que se obtuvo un valor digital de 13, que fue el valor más cercano al voltaje de entrada.

¿Cuáles son las diferencias clave entre el convertidor de aproximación sucesiva y otros tipos de convertidores analógicos a digitales?

El convertidor de aproximación sucesiva es más complejo que otros tipos, como el de la escalera, pero tiene la ventaja de tener tiempos de conversión constantes. A diferencia de otros convertidores, su tiempo de conversión no depende del voltaje de entrada, lo que le da más estabilidad y fiabilidad.