Apuntes Conversores AD y DA

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Conversión A/D-D/A 1Electrónica 
Universidad 
Rey Juan Carlos
Electrónica Digital
Norberto Malpica 
Susana Borromeo López
Joaquín Vaquero López
Tema 9. Conversión A/D-D/A
Conversión A/D-D/A 2Electrónica 
1. Introducción
2. Conversión A/D
3. Conversión D/A
Contenido
Conversión A/D-D/A 3Electrónica 
1. Introducción
• Las variables analógicas requieren una transformación a digital para ser 
tratadas
 Cada valor de la señal tiene que estar representada por un código 
diferente
 Conversión Analógico-Digital (A/D)
• Las medidas obtenidas en un sistema digital existen en forma de un 
código
 Para utilizar esta información como señal eléctrica necesitamos 
asociar a cada código una tensión o corriente específicas
 Conversión Digital-Analógico (D/A)
Conversión A/D-D/A 4Electrónica 
Introducción
01100100110010
Circuito
digital
Conversión A/D
Sonido
Sonido
V
t
Los circuitos digitales operan con 
señales consistentes en ceros y unos
Convertidor
analógico
digital
Convertidor
digital
analógico
Ampli
V
t
Conversión D/A
Conversión A/D-D/A 5Electrónica 
2. Conversión A/D
V
t
Cada cierto tiempo (T) mido cuanto vale la tensión
T
Z
X
Digital
Analógico
Periodo de muestreo
Digital: Discontinua en tiempo Digital: Discontinua en amplitud
Resolución: 
Incremento mínimo 
de la medida
r
Conversión A/D-D/A 6Electrónica 
Conversión A/D
T
1 bit de resolución La señal valdrá 0 ó 1
0
1
Un bit
t
Conversión A/D-D/A 7Electrónica 
Conversión A/D
T
2 bits de resolución La señal valdrá 0, 1, 2, 3
00
01
10
11
t1=0 t2=1 t3=2 t4=3 ti=2
Se añade este bit
t
Conversión A/D-D/A 8Electrónica 
Conversión A/D
T
3 bits de resolución La señal valdrá {0, …, 7}
000
010
100
110
t1=0 t2=1 t3=2 t4=3 ti=2
Los valores irán multiplicados por una escala 
para que se correspondan con el valor real
001
011
101
111
Se añade 
este bit
t
Conversión A/D-D/A 9Electrónica 
Conversión A/D
• Representación biunívoca mediante varios dígitos de los diferentes 
estados o niveles finitos de un convertidor
• Generalmente se emplean códigos binarios
• Códigos binarios unipolares:
 Binario directo, decimal codificado en binario (BCD), Gray
• Códigos binarios bipolares
 Binario con signo, complemento a 1, complemento a 2…
Codificación de la salida
Conversión A/D-D/A 10Electrónica 
Procedimiento de 
conversión
Conversión 
directa
Conversión 
indirecta
paralelo o flash
rastreador 
aproximaciones 
sucesivas
integradores o 
de rampas
Sobre muestreo
tensión – tiempo(V/T)
tensión – frecuencia (V/f)
Conversión A/D
Tipos de convertidores A/D
Conversión A/D-D/A 11Electrónica 
Conversión A/D
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Código
n bit
2n-1 n
R
1/2VLSB
Vref
Vin
S
C1
C2
CN-3
CN-2
CN-1
R
R
R
R/2
R/2
N = 2
n
.
.
.
Ejemplo: Convertidor paralelo
Conversión A/D-D/A 12Electrónica 
3. Conversión D/A
Un código de entrada es transformado en una tensión o corriente determinada
 Correspondencia entre 2n códigos de entrada y 2n tensiones discretas 
de salida, a partir de una referencia de tensión
000 001 010 011 100 101 110 111
CD/A
SEÑAL DISCRETA
SALIDA
0
1,0
CÓDIGO DIGITAL
ENTRADA
0,1428
REAL, n = 3
1 LSB
0,2857
0,4286
IDEAL, n 
0,5714
0,7142
0,8571
V
SALIDACONVERTIDOR
DIGITAL-
ANALÓGICO
CÓDIGO DIGITAL
ENTRADA
ref
Conversión A/D-D/A 13Electrónica 
Conversión D/A
• La conversión D/A consiste en obtener una tensión o corriente 
mediante la división o multiplicación de una tensión, corriente o 
carga eléctrica de referencia por una cantidad dependiente del 
código de entrada
• La suma ponderada de corrientes o tensiones se realiza en la 
práctica mediante fuentes de referencia de tensión y/o corriente 
y una red de interruptores, resistencia y/o condensadores
• Existe una gran cantidad de circuitos convertidores
• De elementos ponderados en binario
• De código de termómetro
• De redes de escalera (ladder)
• Convertidores de tensiones o corrientes segmentadas
• Convertidores Sigma-Delta
Tipos de convertidores
Conversión A/D-D/A 14Electrónica 
Conversión D/A
bi2
R2
V
I
1n
0i
i
n
ref
o 


bi2
2
V
V
1n
0i
i
n
ref
o 


2R
4R
2n R
bn-1
b
n-2
b
0
MSB
LSB
V
ref
I
o
R
V
o
I
o
/2n
I
o
/2
I
o
/4
+
S
n-1
S
0
S
n-2
Convertidor
I/V
Red de Resistencias
ponderadas en binario
Ejemplo: Convertidor de resistencias ponderadas
Conversión A/D-D/A 15Electrónica 
Conversión D/A
Salida
analógica
Entrada
digital
FILTRO DIGITAL DE
INTERPOLACIÓN
MODULADOR
DIGITAL
C D/A
de
1bit
FILTRO
ANALÓGICO
DE SALIDA
16bit, 8kHz 16bit, 1MHz 1bit, 1MHz Salida discreta,
+Vref ó Vref
DS
Audio Profesional:
• Alta resolución
• Muy buena linealidad
• Bajo coste
Convertidor Sigma-Delta