CONVERSOR A/D POR APROXIMAÇÕES SUCESSIVAS ALUNOS: ANTONIO WALLACE ANTUNES SOARES

UFRN – UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTECT – CENTRO DE TECNOLOGIA

DEE – DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICAELE0622 - INSTRUMENTAÇÃO ELETRÔNICA

CONVERSOR A/D POR APROXIMAÇÕES SUCESSIVAS

ALUNOS: ANTONIO WALLACE ANTUNES SOARES LEONARDO VALE DE ARAUJO

nardo.2112@gmail.com

Sumário

Introdução

Conversor A/D aproximações sucessivas

Conversor D/A R-2R Ladder

Comparador

Registrador de aproximações sucessivas

Resultados obtidos

Introdução

Atualmente, existem vários tipos de sistemas que se baseiam em grandezas analógicas, onde é necessário que seja realizado um processamento de dados por circuitos digitais (por exemplo, um computador).

Para que isso ocorra, é necessário efetuar uma conversão do sinal analógico para digital. Esta conversão é realizada por um circuito chamado conversor analógico/digital ("A/D converter" ou ADC).

Introdução

Existem vários tipos de conversores A/D tais como: comparador paralelo, rampa tipo contador, rampa dupla tipo integrador, aproximações sucessivas, dentre outros.

Este grupo decidiu realizar a implementação de um conversor A/D de aproximações sucessivas para a disciplina de Instrumentação Eletrônica ministrada pelo professor Luciano Fontes Cavalcanti.

Conversor A/D por aproximações sucessivas

Inicialmente, o SAR envia metade da tensão de referência do circuito para o DAC.

Este valor é convertido então é realizada a primeira comparação com a tensão de entrada.

Conversor A/D por aproximações sucessivas

O resultado da comparação é enviado ao SAR que atualiza o bit mais significativo.

Em seguida este novo valor é convertido novamente pelo DAC e enviado ao comparador.

Conversor A/D por aproximações sucessivas

Após a realização deste processo 10 vezes (resolução adotada), o SAR possui o valor mais próximo da entrada.

Conversor D/A R-2R Ladder

A figura abaixo mostra um exemplo deste conversor para 3 bits. O objetivo é encontrar a expressão da tensão de saída.

Conversor D/A R-2R Ladder

Utilizando o teorema da superposição e analisando primeiramente a fonte do bit mais significativo temos que:

I=Q22R

I=VoutRf

Conversor D/A R-2R Ladder

Igualando as duas equações acima encontra-se Vout. Realizando o mesmo processo acima para os demais bits podemos chegar a seguinte equação da tensão de saída.

Expandindo esta fórmula para o restante dos bits temos que:

Vout=Vref∗RfR

Q023 Q1

22 Q221

Vout=Vref∗RfR

Q0210

Q1

29 Q228 ...Q9

21

Conversor D/A R-2R Ladder

Para montar o conversor D/A foram usados dez resistores de 100K e dez resistores de 200K.

Para o segundo DAC foram usados dez resistores de 120K e des de 240K.

Comparador

Para o circuito do comparador de tensão utilizou-se o circuito integrado LM324N.

Registrador de aproximações sucessivas

A implementação do SAR foi na linguagem de descrição de hardware Verilog e foi simulado na ferramenta Quartus II da Altera.

O código utilizado encontra-se em anexo no relatório do trabalho.

A placa utilizada neste projeto foi a UP2 Altera Max EPM7128SLC847.

Resultados obtidos

Circuito desenvolvido na Protoboard.

Resultados obtidos

Primeiro teste – Conversor A/D de 3 bits.

Resultados obtidos

Versão final do protótipo.