Convertitoriditipospot (convertono, idealmente, il valore istantaneo del segnale); V ts

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1 Pare II (Coversioe D/A e A/D) La coversioe A/D I coveriori A/D si dividoo i: Coverioridiipospo (coveroo, idealmee, il valore isaaeo del segale); s s Si raa di disposiivi veloci ma sesibili al rumore di ipo impulsivo. egoo uilizzai ei sisemi di acquisizioe dai dove è richiesa l acquisizioe veloce di u segale variabile el empo. s s

2 Pare II (Coversioe D/A e A/D) La coversioe A/D Coverioridiipoiegrale (deermiao la sima di u opporuo fuzioale del segale i igresso ipicamee il valor medio); ou f, d Soo disposiivi lei ma co oevole reiezioe del rumore (si ha reiezioe ifiia se il rumore sovrapposo è periodico e viee scelo u iervallo d iegrazioe muliplo di ale periodo). egoo uilizzai per la realizzazioe di volmeri da laboraorio. ou f, s s d s d s d

3 Pare II (Coversioe D/A e A/D) Coveriori spo: il coveriore a rampa umerica Il coveriore a rampa umerica uilizza u coaore e u DAC a biper geerare i modo sequeziale valori di esioe da cofroare co la esioe icogia. x - + ADC Oupu DAC N bi DAC Coaore A -bi S R FLIP-FLOP Q Q EOC Clock Rese

4 Pare II (Coversioe D/A e A/D) Coveriori spo: il coveriore a rampa umerica Lo schema preseao ha u empo di coversioe variabile e proporzioale alla esioe icogia. Il valore maggiore corrispode a periodi del segale di clock: max f c

5 Pare II (Coversioe D/A e A/D) Coveriori spo: il coveriore a rampa umerica Il periodo di coversioe può essere molo lugo (u coveriore a bi e co ua frequeza di clock di MHz richiede fio a.4 s per ua coversioe, ovvero meo di coversioi/s). Lo schema proposo forisce il più piccolo valore della esioe di riferimeo che supera il segale icogio. Per oeere il segale che rappresea la migliore approssimazioe di x, occorre raslare di.5 LSB il segale i uscia dal DAC. Se la esioe d igresso varia durae il periodo di coversioe il DAC forisce il valore assuo dal segale ell isae i cui esso viee superarao dalla esioe di riferimeo. Il maggiore vaaggio dello schema suggerio è dao dalla semplicià circuiale. Esso viee uilizzao ella realizzazioe di DAC a basso coso.

6 Pare II (Coversioe D/A e A/D) Coveriori spo: il coveriore ad iseguimeo Rappresea u migliorameo del coveriore a rampa umerica, oeuo forzado il DAC a iseguire il segale d igresso. x + - ADC Oupu DAC N bi DAC coverior e up-dow Up Dow Clock

7 Pare II (Coversioe D/A e A/D) Coveriori spo: il coveriore ad iseguimeo Si ha ua fase di aggacio i cui l uscia del DAC si pora ad u valore prossimo a quella del segale icogio. Successivamee l uscia del DAC oscilla aoro al valore della esioe icogia. Se il segale varia leamee il valore immagazziao el coaore rappresea, ad ogi isae di clock ua rappreseazioe valida del segale d igresso. Il valore massimo della derivaa di u segale siusoidale la cui ampiezza picco-picco è pari al fodoscala dell ADC vale: d / si FS d Poiché il segale d uscia del DAC varia di LSB i u periodo di clock, deve valere: o FS f o FS Durae la fase di aggacio il DAC si compora come u DAC a rampa umerica. Esso o è perao adao a fuzioare i u sisema muliplexao. o C f C max o FS f C FS

8 Pare II (Coversioe D/A e A/D) Coveriori spo: il coveriore ad approssimazioi successive Queso coveriore uilizza ua sraegia di ricerca biaria della esioe di riferimeo. Il empo di coversioe è i queso caso cosae e pari, per u coveriore a bi, a periodi del segale di clock. x + - DAC N bi DAC x DAC ADC Oupu EOC SAL Clock ck ck 3 ck SAR

9 Pare II (Coversioe D/A e A/D) Coveriori spo: il coveriore ad approssimazioi successive Lo schema preseao ha u empo di coversioe cosae epariavoleilperiododel segale di clock.

10 Pare II (Coversioe D/A e A/D) Coveriori spo: il coveriore ad approssimazioi successive Il DAC ad approssimazioi successive rappresea il disposiivo maggiormee uilizzao ei sisemi di acquisizioe dai (per applicazioi i cui è richiesa ua velocià di coversioe esremamee elevaa può essere ecessario ricorrere a disposiivi che uilizzao eciche di coversioe diverse). Il valore della esioe da coverire deve essere rigorosamee cosae durae il ciclo di coversioe (se essa varia di ua quaià superiore a.5lsb il sisema forirà u valore i uscia che dipede dalla emporizzazioe del sisema). Per ale moivo quesi disposiivi soo sempre precedui da u Sample ad Hold (S&H).

11 Pare II (Coversioe D/A e A/D) Coveriori iegrali: il coveriore a doppia iegrazioe Queso coveriore viee molo uilizzao ei volmeri e ei DAC che richiedoo u elevaa precisioe. C - x S R - o REF S c S S Logica di corollo Sar Coaore A -bi EOC ADC Oupu

12 Pare II (Coversioe D/A e A/D) Coveriori iegrali: il coveriore a doppia iegrazioe Lo schema di misura coivolge due diversi cicli d iegrazioe, Piloae dalla logica di corollo, ramie gli ierruori S e S. Durae la prima fase, la esioe icogia viee iegraa per u iervallo emporale oo (legao alla massima capacià di coeggio del coaore); Il valore di ale iegrale viee cofroao co il valore assuo dall iegrale della esioe di riferimeo, eseguio per u periodo (regolao dallo sao del comparaore di zero).

13 Pare II (Coversioe D/A e A/D) Coveriori iegrali: il coveriore a doppia iegrazioe Poiché la esioe iiziale e fiale ai capi del capaciore o varia, deve valere: RC C x x RC x R d d RC RIF RC C RIF R d RIF d Suppoedo che, durae il ciclo di misura, i valori di R e C o vario sigificaivamee e che l oscillaore iero o sia soggeo a variazioi del periodo di oscillazioe CLK si oiee: x CLK RIF N CLK N x RIF La qualià della misura della esioe icogia è quidi idipedee dai valori assui da R e C. No occorre iolre che l oscillaore sia riferio.

14 Pare II (Coversioe D/A e A/D) Coveriori iegrali: il coveriore a semplice iegrazioe (coveriore esioe-frequeza) Si raa di u sisema spesso uilizzao per la codifica i frequeza di u reo di impulsi, dipedee dalla esioe applicaa. La codifica i frequeza viee uilizzaa per la successiva rasmissioe del valore coverio. C R + x - RIF c R + o - Formaore di impulsi calibrai 3 4 RIF E

15 Pare II (Coversioe D/A e A/D) Coveriori iegrali: il coveriore a semplice iegrazioe (coveriore esioe-frequeza) Si alerao, quidi delle fasi i cui è iegraa solao la esioe icogia e delle fasi i cui viee iegraa sia la esioe icogia, sia la esioe E prodoa dal formaore d impulsi. A regime si deve avere: R C x R C 3 3 R x x x d E E R C E R R R R C Si è quidi coverio il valore medio della esioe icogia i u corrispodee valore di frequeza. La qualià della coversioe dipede dal rapporo delle resiseze e dalla coosceza della duraa e dell ampiezza dell impulso del geeraore calibrao. f E d