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- ELETTRONICA OGGI 445 - MAGGIO 2015
a conversione dei dati
analogici in un formato digi-
tale comporta una quantizza-
zione del segnale con conse-
guente introduzione di una
piccola quantità di errore.
Il risultato è una sequenza
di valori digitali opportuna-
mente memorizzati e/o tra-
smessi a elevata velocità. A
seconda dei casi, occorre
scegliere la tecnica di con-
versione A/D (ADC), che
garantisce il miglior com-
promesso tra frequenza di
campionamento e risoluzio-
ne. Il processo analogo ma
di natura opposta, ovvero la
conversione digitale/analo-
gico (DAC), ha il suo largo
uso nei controlli digitali dei
televisori e riproduttori di
suoni, ovvero in quelle situa-
zioni dove un’informazione
numerica deve controllare
una grandezza di tipo ana-
logico.
Caratteristiche e tipologie
Molti modi sono stati sviluppati per convertire un
segnale analogico, ognuno con i suoi punti di forza
e di debolezza. La scelta dell’ADC per una determi-
nata applicazione è di solito definita dalle esigenze
progettuali che comportano la scelta di uno veloce,
con maggior precisione e compatto. L’uscita di un
microfono, la tensione di un fotodiodo o il segnale di
un accelerometro sono esempi di valori analogici che
devono essere convertiti in modo che un micropro-
cessore possa opportunamente gestirli. Il convertito-
re ADC ad approssimazione
successiva valuta un bit alla
volta, da quelli più significa-
tivi ai bit meno significativi,
usando il DAC e confron-
tando il segnale campionato
con il segnale di ingresso in
feedback. Questo converti-
tore è limitato solo dalle esi-
genze di sample-rate e dal
rumore in ingresso. I con-
vertitori Flash (Fig. 1) hanno
una scala resistiva che divi-
de la tensione di riferimento
in 2N parti uguali. Per ogni
parte, un comparatore con-
fronta il segnale di ingresso
con la tensione fornita da
quella della scala resistiva.
Un componente dedicato
chiamato “Encoder Priority”
traduce il confronto compa-
razione in un codice bina-
rio. Infine, un altro tipo di
convertitore A/D è il sigma-
delta, unico, in quanto cam-
piona il segnale in una fre-
quenza molto più alta della
frequenza di Nyquist. Per
questo motivo è denominato anche convertitore
oversampling. Per quanto riguarda il processo di
conversione digitale/analogico, il tipo più comune
di convertitore è rappresentato dal modulatore a
larghezza di impulso (PWM). Una corrente o tensio-
ne stabile viene commutata in un filtro analogico
passa-basso con una durata determinata dal codice
di ingresso digitale. Questa tecnica viene spesso
utilizzata per il controllo della velocità del motore
elettrico e in molte altre applicazioni. Altre tipologie
tech-focus
ADC-DAC
Un esame delle principali caratteristiche
e delle principali tipologie di convertitori
A/D e D/A, senza dubbio due dei
più importanti componenti di ogni
dispositivo o apparecchiatura elettronica
Integrati
l
Maurizio Di Paolo Emilio
Fig. 1 – Convertitore ADC Flash