Convertoare Analog Numerice

CAN sau Convertor Analogic Numeric reprezinta un bloc sau un circuit care poate accepta o marime analogica (curent, tensiune) la intrare, furnizând la iesire un numar care constituie o aproximare (mai mult sau mai putin exacta) a valorii analogice a semnalului de la intrare.

Spre deosebire de o marime analogica ale carei valori se pot gasi în orice punct din domeniul sau de variatie, marimea numerica (sau digitala) poseda numai o variatie în trepte. Astfel, întreg domeniul de variatie este divizat într-un numar finit de „cuante" (trepte elementare) de marime determinata de rezolutia sistemului, în acest mod, diferenta între cele mai apropiate valori numerice nu poate fi facuta mai mica decât aceasta treapta elementara, ceea ce face ca, principial, reprezentarea informatiei sub forma numerica sa fie legata de introducerea unei erori, numita de „ eroare cuantificare".

Cu toate ca un sistem pur analogic este capabil (cel putin în mod teoretic) de o acuratete mai buna decât un sistem hibrid (analog/numeric) aceasta acuratete este rar folosita în mod complet. Acest lucru se datoreaza formei analogice a semnalului care nu permite o citire, înregistrare sau interpretare de mare exactitate. Pe de-alta parte, datele sub forma numerica reprezinta deja o forma în care se face manipularea, prelucrarea sau memorarea lor, teoretic fara nici o eroare sau practic, cu erori extrem de mici. Odata transformate în forma numerica, datele pot fi prelucrate matematic, sortate, analizate sau folosite pentru diverse functii de control mult mai precis, rapid si flexibil decât sub forma analogica, în plus, daca dupa achizitia lor este nevoie de un volum mare de prelucrare, forma numerica prezinta din nou avantaj deoarece posibilitatea de acumulare a unor erori prin manipulari succesive este extrem de mica. De asemenea, forma numerica prezinta un avantaj considerabil în cazul pastrarii datelor pentru durate mari, prin posibilitatea stocarii lor în memorii nevolatile de mare capacitate.

Orice marime electrica, având o forma analogica trebuie transformata în prealabil, într-o forma numerica pentru a putea fi prelucrata sub o forma sau alta de un astfel de sistem de prelucrare.

Este evident ca un convertor A/N care prelucreaza un semnal provenind de la un traductor de temperatura nu poate fi folosit la codificarea unui semnal video produs de o camera de luat vederi. Cerintele impuse de fiecare dintre cazurile de mai sus sunt extrem de diferite, ele fiind determinate de caracteristicile diferite de frecventa (latimea de banda) ale semnalelor supuse conversiei, precum si de exactitatea cu care este necesara codificarea numerica a informatiei analogice. Din acest punct de vedere exista o serie întreaga de sisteme de conversie analog/numerica, începând cu cele mai lente, destinate conversiei semnalelor statice, de banda foarte joasa si ajungând pâna la sistemele de conversie ultra rapide, folosite la conversia semnalelor de banda foarte larga (radar, TV etc.). De cele mai multe ori, datele obtinute în urma achizitiei si prelucrarii numerice trebuie sa fie utilizate tot sub forma analogica. Aceasta cerinta impune transformarea formei lor numerice în forma analogica, proces care se realizeaza cu convertorul numeric/analogic (CNA).

În alta ordine de idei convertorul analog – numeric este un circuit electronic care furnizeaza la iesire un numar proportional cu raportul dintre valoarea marimiii analogice aplicate la intrare si o marime de referinta, respective implementeaza functia de conversie analog digitala fA/D.

Parametrii convertoarelor A/D

Principalii parametrii ai unui convertor A/D sunt:

Rezolutia: reprezinta numarul de biti prin care se reprezinta numarul mazim de intervale de cuantizare; de asemenea rezolutia se poate preciza si prin treapta de intrare corespunzatoare unei unitati la iesire.

Gama de variatie a semnalului de intrare: reprezinta intervalul de variatie al marimii de intrare ( tensiune sau curent ).

Viteza de conversie: reprezinta intervalul de timp necesar unei conversii

Eroarea de nealiniaritate: reprezinta abaterea caracteristicii de transfer reale fata de cea ideala exprimata în % din valoarea maxima.

Eroarea de offset: reprezinta abaterea caracteristicii de transfer reale fata de origine.

Clasificarea convertoarelor analog – numerice

În functie de felul lor de actionare convertoarele analog – numerice se impart în doua categorii:

- directe

- indirecte

Din categoria CAN directe fac parte:

- CAN paralel

- CAN serie-paralel

- CAN cu aproximari successive