Como funciona la conversión de Digital a Analógica

 

Analógico y digital

 

            Los circuitos electrónicos se pueden dividir en dos amplias categorías: digitales y analógicos. La electrónica digital utiliza magnitudes con valores discretos, mientras que la electrónica analógica emplea magnitudes con valores continuos.

Un sistema es analógico cuando las magnitudes de la señal se representan mediante variables continuas, esto es análogas a las magnitudes que dan lugar a la generación de esta señal. Un sistema analógico contiene dispositivos que manipulan cantidades físicas representadas en forma analógica. En un sistema de este tipo, las cantidades varían sobre un intervalo continuo de valores.

Un sistema digital es cualquier dispositivo destinado a la generación, transmisión, procesamiento o almacenamiento de señales digitales. Así, el sistema digital, es una combinación de dispositivos diseñado para manipular cantidades físicas o información que estén representadas en forma digital; es decir, que sólo puedan tomar valores discretos.

Ventajas de los Circuitos Digitales:

v  Reproducibilidad de resultados 

v  Facilidad de diseño 

v  Flexibilidad y funcionalidad

v  Programabilidad

v  Velocidad

v  Economía

v  Avance tecnológico constante

Conversión

El conversor ADC (Analog-to-Digital Converter – Conversor Analógico Digital) tiene que efectuar los siguientes procesos:

1.- Muestreo de la señal analógica.

 Para convertir una señal analógica en digital, el primer paso consiste en realizar un muestreo (sampling) de ésta, o lo que es igual, tomar diferentes muestras de tensiones o voltajes en diferentes puntos de la onda senoidal. La frecuencia a la que se realiza el muestreo se denomina razón, tasa o también frecuencia de muestreo y se mide en kilohertz (kHz). En el caso de una grabación digital de audio, a mayor cantidad de muestras tomadas, mayor calidad y fidelidad tendrá la señal digital resultante.

2.- Cuantización de la propia señal

La cuantización representa el componente de muestreo de las variaciones de valores de tensiones o voltajes tomados en diferentes puntos de la onda sinusoidal, que permite medirlos y asignarles sus correspondientes valores en el sistema numérico decimal, antes de convertir esos valores en sistema numérico binario.

3.- Codificación del resultado de la cuantización, en código binario.

Después de realizada la cuantización, los valores de las tomas de voltajes se representan numéricamente por medio de códigos y estándares previamente establecidos. Lo más común es codificar la señal digital en código numérico binario.(Keyes,2018)

Para llevar a cabo conversión de las señales se utilizan los que son los conversores, estos conversores se clasifican en 3 tipos:

 

1.- Conversores de aproximaciones sucesivas

Se emplean para realizar mediciones de alta velocidad. En concreto, con el empleo de comparadores establece un rango para precisar el rango de voltaje de entrada. Es decir, compara sucesivamente el voltaje de entrada con el de salida para llevar a cabo una aproximación sucesiva. Con ello, finalmente consigue la resolución óptima deseada.

2.- Conversores de rampa

La función de un convertidor de señal de rampa está enfocada sobre todo en conseguir una buena linealidad en detrimento de la velocidad. El nombre de rampa viene por producir ondas de sierra que suben y bajan para alcanzar el valor cero. Un temporizador comienza a contar y cuando el voltaje de dicha rampa alcanza el voltaje de entrada un comparador graba el valor registrado por el temporizador.

3.- Conversor doble rampa

Este circuito funciona también con un integrador. El proceso para la conversión se inicia conectando la tensión de entrada a dicho integrador por un tiempo fijo. En él, la salida del integrador se hace progresivamente negativa hasta un valor mínimo que se alcanza cuando termina dicho tiempo fijo. La información de desbordamiento provoca que se aplica una tensión de referencia a la entrada del integrador.(Rubio,2019)

Fuentes bibliográficas

[1] Rubio, A. (2019, 5 abril). ¿Cuál es la función de un convertidor de señal? - Instrumentación Digital. Paneles digitales y analizadores de red. https://www.instrumentaciondigital.es/cual-es-la-funcion-de-un-convertidor-de-senal/

[2]Keyes, K. (2018, 11 noviembre). Entendiendo los convertidores AD/DA. SoundGirls.org. https://soundgirls.org/entendiendo-los-convertidores-ad-da/