Teorie Convertoare Analog Numerice - Convertoare Numeric Analogice

CAPITOLUL 1

Introducere

Sistemele electronice digitale pot să prelucreze rapid şi cu precizie mare, să manipuleze şi să stocheze cantităţi mari de date. Convertoarele analog numerice sunt elementele de bază necesare transformării informaţiilor din lumea exterioară în formă analogică în informaţii numerice, însă indiferent de modul de realizare, forma de prezentare a informaţiei numerice respectă un anumit standard stabilit prin tipul codului ales.

Funcţie de gama semnalului analogic, codurile la ieşire a convertoarelor se împart în două categorii:

- coduri unipolare

- coduri bipolare

Codurile unipolare sunt utilizate atunci când semnalul analogic are o singură polaritate.

Din categoria codurilor unipolare fac parte:

Cod binar natural în care tensiunea minimă ce poate fi digitizată se poate obţine ca fiind , unde reprezintă gama maximă a semnalului analogic de intrare. Pentru valoarea analogică zero corespunde codul binar cu toţi biţii „0”, iar pentru valoarea analogică maximă toţi biţii sunt „1”.

Cod binar codificat zecimal în care fiecare grup de 4 biţi reprezintă un număr zecimal între 0 şi 9.

Cod Gray (reflectat) utilizat în principal în aplicaţii ce impun măsurători unghiulare şi care are avantajul că distanţa de cod este tot timpul unu.

Codurile bipolare sunt utilizate când excursia semnalului analogic are loc între o valoare negativă şi o valoare pozitivă egale în modul. Este motivul pentru care într-o formă sau alta codurile bipolare conţin bitul de semn.

Din categoria codurilor bipolare fac parte:

Codul complement faţă de doi care a apărut din compatibilitatea de reprezentare a numerelor în sistemele de calcul. Numerele pozitive sunt reprezentate cu bitul de semn “0”, iar numerel negative sunt reprezentate în complement faţă de doi, adică prin negare şi adăugarea lui “1”. Avantajul acestei reprezentări constă în faptul că operaţia de scădere este realizată printr-o simplă adunare. Are însă dezavantajul că în jurul lui zero toţi biţii schimbă din starea „1” în stare „0”.

Codul complement faţă de unu se obţine prin complementarea codului direct şi are dezavantajul că există două reprezentări ale valorii zero respectiv toţi biţii zero şi toţi biţii unu.

Cod semn magnitudine în care numerele pozitive şi negative au acelaşi cod cu excepţia bitului de semn care este “0” pentru valoarile pozitive şi “1” pentru valorile negative.

Cod offset binar este similar cu codul complement faţă de doi şi are avantajul că toate valorile sunt văzute ca numere pozitive, codul zero corespunde valorii maxime negative, iar la valoarea analogică zero bitul cel mai semnificativ al codului numeric işi schimbă starea.

CAPITOLUL 2

Convertoare Analog Numerice (CAN)

Fie o tensiune , poate fi reprezentat cu ajutorul unei serii de puteri de forma

Aceasta înseamă că poate fi reprezentat, în principiu, exact, în raport cu , prin secvenţa binară de lungime, în general, infinită. În realitate semnalul trebuie aproximat astfel încât să poată fi reprezentat cu un număr finit de biţi.

2.1. Erori de cuantizare

Sunt două posibilităţi de aproximare:

- prin trunchiere

- prin rotunjire