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

1. CONVERSOR A/D POR APROXIMAÇÕES SUCESSIVAS ALUNOS: ANTONIO WALLACE ANTUNES SOARES LEONARDO VALE DE ARAUJO nardo.2112@gmail.com UFRN – UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTECT – CENTRO DE TECNOLOGIADEE – DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICAELE0622 - INSTRUMENTAÇÃO ELETRÔNICA

2. Sumário • Introdução • Conversor A/D aproximações sucessivas • Conversor D/A R-2R Ladder • Comparador • Registrador de aproximações sucessivas • Resultados obtidos

3. 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).

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. Conversor A/D por aproximações sucessivas • Após a realização deste processo 10 vezes (resolução adotada), o SAR possui o valor mais próximo da entrada.

8. 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.

9. Conversor D/A R-2R Ladder • Utilizando o teorema da superposição e analisando primeiramente a fonte do bit mais significativo temos que:

10. 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:

11. 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.

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

13. 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.

14. Resultados obtidos • Circuito desenvolvido na Protoboard.

15. Resultados obtidos • Primeiro teste – Conversor A/D de 3 bits.

16. Resultados obtidos • Versão final do protótipo.