Figura 1 . Señal Analógica a muestrear
Para realizar la conversión el ADC efectúa los siguientes procesos
1.-Muestreo de la señal analógica
2.-Cuantización de la propia señal
3.-Codificación del resultado de la cuantización, en el código binario
MUESTREO
El primer paso consiste en realizar el muestreo (sampling) de dicha señal, es decir tomar muestras de amplitudes de voltajes en diferentes puntos de la señal (Valores Discretos) , La frecuencia a la que se realiza este proceso es denominada Frecuencia de Muestreo y se mide en Hertz (Hz) esta frecuencia de muestreo tiene que ser mayor al doble de la frecuencia a muestrear , asi lo indica el teorema de Nyquist.
“La frecuencia de muestreo mínima requerida para realizar el muestreo de una señal , debe ser igual al doble de la frecuencia de la señal muestreada ”.
Figura 2 . Señal Analógica a muestreada
Durante el proceso de muestreo se asignan valores numéricos equivalentes a la tensión existente en los diferentes puntos de la señal , con la finalidad de realizar la cuantización.
CUANTIZACIÓN
El siguiente paso es la cuantización de la señal analógica , en esta parte los valores continuos se convierten a valores discretos correspondientes a las diferentes amplitudes que contiene la señal analógica muestreada.
Figura 3. Señal Cuantificada
CODIFICACIÓN
EL codificar la señal nos permite asignarle valores numéricos binarios a los valores discretos obtenidos anteriormente de la señal analógica original. En este paso se puede observar como se ha transformado la señal analógica a digital y el código binario correspondiente a cada nivel de tensión.
Figura 4 . Señal Codificada
En la siguiente tabla se muestran los niveles y codificación finales de la señal convertida .
Tabla 1.- Codificación de la señal .
IMPLEMENTACIÓN DE UN ADC
Para implementar un ADC es necesario seleccionar el circuito integrado necesario para realizar dicha operacion en este caso utilizaremos el ADC0804
Caracteristicas del ADC0804
- El ADC0804 es un convertidor de señal analógica a digital de 8 bits.
- Este ADC0804 cuenta con un solo canal de entrada analógica con una salida digital de ocho bits que puede mostra 256 valores de medidas diferentes.
- El tamaño de paso se ajusta mediante el establecimiento de la tensión de referencia en pin9 la entrada de referencia de voltaje puede ser ajustado para permitir que codificar cualquiera rango de tensión analógica más pequeña para la totalidad de 8 bits de resolución.
- Cuando en el adc0804 no se conecta el pin tensión de referencia, la tensión de referencia por defecto es la tensión de funcionamiento, es decir, Vcc.
- El tamaño del paso a 5V es 19.53mV (5V/255), es decir, por cada aumento de 19.53mV en la entrada analógica, la salida varía por 1 unidad.
- Para establecer un nivel de tensión determinado como valor de referencia, esta clavija está conectada a la mitad de la tensión. Por ejemplo, para establecer una referencia de 2V (Vref), pin9 está conectado a 1V (Vref / 2), reduciendo de este modo el tamaño del paso a 7.84mV (2V/255).
ADC0804 también necesita un reloj para operar. El tiempo de conversión del valor analógico a un valor digital depende de la fuente de reloj. Podemos conectar un reloj externo en el pin 4 o podemos hacer uso de su reloj incorporado, colocando de un circuito RC.
Figura 5.- ADC0804
Mostramos la simulación del circuito ADC
Figura 6.- Simulación ADC
En el siguiente link podrás descargar la simulación en Proteus 8 Profesional
Muchas gracias
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