CONVERTIDORES A/D Y D/A
3.5.- CONVERTIDORES A/D CON INTEGRADOR.
Este tipo de convertidores son más sencillos que los anteriores ya que no utilizan convertidores intermedios D/A. Se emplean en aquellos casos en los que no se requiere una gran velocidad, pero en los que es importante conseguir una buena linealidad. Son muy usados en los voltímetros digitales. Se les conoce también con el nombre de convertidores de rampa.
En la figura, se representa el diagrama de bloques de un convertidor de rampa simple.
Inicialmente el contador está a cero y el circuito de control tiene inhibido el paso de impulsos al contador. Cuando se aplica una se aplica una señal de inicio (start), el circuito de control dará paso a la señal de reloj hacia el contador y al mismo tiempo irá generando la rampa que se comparará con la señal de entrada de tal forma que, cuando esta señal se iguale a la tensión de entrada Vi, bloqueará el paso de la señal de reloj al contador, correspondiéndose la combinación digital que aparece en la salida del contador con la tensión analógica de entrada.
Un inconveniente del convertidor A/D de rampa simple como el de la figura, es su dependencia de la linealidad de la rampa, y en consecuencia, de los componentes que integran el circuito generador de rampa (circuito integrador formado, por condensador y resistencia). Este problema se resuelve con el convertidor de doble rampa que se indica en el siguiente esquema donde la precisión es muy notable.
En este tipo de convertidor hay dos fases: la primera, que consiste en determinar la rampa para Vi en la entrada, en un tiempo fijo; la segunda, el tiempo que tarda, con pendiente fija y tensión de referencia conocida, VREF, en pasar del valor máximo de la anterior fase a cero figura B).
El ciclo de conversión se inicia con la rampa y contadores a cero y el conmutador electrónico en la entrada analógica Vi. La rampa se genera hasta un punto máximo Vx que vendrá dado por el nivel de tensión de entrada Vi y siempre en un mismo tiempo t1
Vx = -(Vi / RC).t1
Cuando el detector de cuenta incorporado en el contador detecta que concurre el tiempo predeterminado t1, la unidad de control borra dicho contador y conmuta la entrada a la tensión de referencia VREF. Ahora el integrador generará un rampa desde -Vx a cero, durante un tiempo t2 que será contabilizado por el contador.
Vx = (Vref / RC).t2.
La conversión termina cuando Vx es cero, ya que a través del comparador, bloqueará la puerta del reloj. La combinación del contador se corresponderá con el equivalente digital a la tensión analógica de entrada.
