Rampa digital ADC

También conocida como escalera-rampa o simplemente contador Convertidor A / D, esto también es bastante fácil de entender, pero lamentablemente tiene varias limitaciones.

La idea básica es conectar la salida de un contador binario de funcionamiento libre a la entrada de un DAC, luego comparar la salida analógica del DAC con la señal de entrada analógica que se va a digitalizar y usar la salida del comparador para decirle al contador cuándo detenerse. contando y reiniciando. El siguiente esquema muestra la idea básica:

A medida que el contador avanza con cada pulso de reloj, el DAC genera un voltaje ligeramente más alto (más positivo). El comparador compara este voltaje con el voltaje de entrada.

Si el voltaje de entrada es mayor que la salida DAC, la salida del comparador será alta y el contador continuará contando normalmente. Sin embargo, eventualmente, la salida del DAC excederá el voltaje de entrada, lo que hará que la salida del comparador sea baja.

Esto hará que sucedan dos cosas:primero, la transición de alto a bajo de la salida del comparador hará que el registro de desplazamiento "cargue" cualquier conteo binario que esté generando el contador, actualizando así la salida del circuito ADC; en segundo lugar, el contador recibirá una señal baja en la entrada de CARGA activa baja, lo que hará que se restablezca a 00000000 en el siguiente pulso de reloj.

El efecto de este circuito es producir una salida DAC que aumenta a cualquier nivel en el que se encuentre la señal de entrada analógica, emite el número binario correspondiente a ese nivel y comienza de nuevo. Trazado a lo largo del tiempo, se ve así:

Observe cómo cambia el tiempo entre actualizaciones (nuevos valores de salida digital) dependiendo de qué tan alto sea el voltaje de entrada. Para niveles de señal bajos, las actualizaciones son bastante espaciadas. Para niveles de señal más altos, están más espaciados en el tiempo:

Para muchas aplicaciones de ADC, esta variación en la frecuencia de actualización (tiempo de muestreo) no sería aceptable. Esto, y el hecho de que la necesidad del circuito de contar desde 0 al comienzo de cada ciclo de conteo hace que el muestreo de la señal analógica sea relativamente lento, coloca al ADC de rampa digital en desventaja con respecto a otras estrategias de contador.