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COVER STORY Principi fondamentali della conversione digitale Gli stessi concetti di campionamento e quantizzazione si applicano anche alla conversione da digitale ad ana- logico. Ogni valore quantizzato è generato da un codice digitale binario. Tipicamente, il DAC più semplice uti- lizza un’architettura a ponderazione binaria per fornire un segnale di uscita, che utilizza un partitore di tensione realizzato con resistori ad alta precisione (Fig. 5). Questa architettura è chiamata DAC a stringa. Dati tecnici essenziali dell’ADC e la terminologia DAC Oltre alla frequenza di campionamento e alla quantiz- zazione sopra evidenziate, ecco altri termini che in- contrerete nella scelta di ADC e DAC. Risoluzione: la quantizzazione determina la risoluzio- ne di un DAC/ADC ed è meglio illustrata come il valore analogico di un bit digitale. Consideriamo la misura di una tensione con un valore massimo di 5 V CC . In un ADC a 8 bit, il bit meno significativo (LSB) equivale a 19,5 mV (5/256) rispetto a un valore di 76 µV (5/65,535) di un ADC a 16 bit. Errore di non linearità integrale (INL): questo errore espri- me quanto la linearità del convertitore si discosta da una linea retta nell’intervallo da zero a fondo scala. Un buon valore di INL indica che il convertitore è in grado di convertire un’onda sinusoidale digitale, ad esempio, in una rappresentazione analogica fedele (Fig. 6). Errore di guadagno: un errore di guadagno indica con quale precisione la pendenza della funzione di trasfe- rimento riflette la curva di trasferimento ideale (Fig. 7). Errore di non linearità differenziale (DNL): il DNL indica la differenza tra ogni fase digitale. Un buon DNL cor- risponde a una buona risoluzione con fasi digitali co- stanti (Fig. 8). Errore di offset: definito anche errore a scala zero, indica il livello della funzione di trasferimento di un ADC o DAC rispetto alla caratteristica di trasferimento ideale. In un DAC, si ha un errore di offset quando si ha un’u- scita analogica e gli ingressi digitali sono tutti pari a zero. Per un ADC, tutte le uscite digitali devono essere zero quando l’ingresso analogico è zero. Architetture ADC e DAC più diffuse Conversione da analogico a digitale Ogni architettura di convertitore da analogico a digita- le presenta caratteristiche che lo rendono adatto a usi specifici, i cui principali criteri di scelta sono influen- zati dal costo (semplicità di progettazione), dalla riso- luzione o dalla linearità. Fig. 6 – L’uscita analogica di un DAC a 3 bit è normalizzata a una frazione digitale (Fonte: Analog Devices) Fig. 7 – Rappresentazione di una retta di regressione di un ADC rispetto alla funzione di trasferimento complessiva (Fonte: Analog Devices) Fig. 8 – L’errore di non linearità differenziale esiste tra ogni fase digitale (Fonte: Analog Devices) ELETTRONICA OGGI 508 - MARZO 2023 16