Rampa digital ADC

Também conhecida como rampa de degraus ou simplesmente contador Conversor A / D, também é bastante fácil de entender, mas, infelizmente, apresenta várias limitações.

A ideia básica é conectar a saída de um contador binário de funcionamento livre à entrada de um DAC, então comparar a saída analógica do DAC com o sinal de entrada analógico a ser digitalizado e usar a saída do comparador para dizer ao contador quando parar contagem e reinicialização. O esquema a seguir mostra a ideia básica:







Conforme o contador faz a contagem progressiva com cada pulso de clock, o DAC emite uma tensão um pouco mais alta (mais positiva). Esta tensão é comparada com a tensão de entrada pelo comparador.

Se a tensão de entrada for maior do que a saída do DAC, a saída do comparador será alta e o contador continuará contando normalmente. Eventualmente, porém, a saída DAC excederá a tensão de entrada, fazendo com que a saída do comparador fique baixa.

Isso fará com que duas coisas aconteçam:primeiro, a transição de alto para baixo da saída do comparador fará com que o registrador de deslocamento "carregue" qualquer contagem binária que está sendo emitida pelo contador, atualizando assim a saída do circuito ADC; em segundo lugar, o contador receberá um sinal baixo na entrada LOAD ativo baixo, fazendo com que ele seja redefinido para 00000000 no próximo pulso de clock.

O efeito desse circuito é produzir uma saída DAC que aumenta para qualquer nível em que o sinal de entrada analógica esteja, produza o número binário correspondente a esse nível e começa novamente. Traçado ao longo do tempo, tem a seguinte aparência:









Observe como o tempo entre as atualizações (novos valores de saída digital) muda dependendo de quão alta é a tensão de entrada. Para níveis de sinal baixos, as atualizações são bastante espaçadas. Para níveis de sinal mais altos, eles são mais espaçados no tempo:









Para muitas aplicações ADC, esta variação na frequência de atualização (tempo de amostragem) não seria aceitável. Isso, e o fato de que a necessidade do circuito de contar desde 0 no início de cada ciclo de contagem torna a amostragem relativamente lenta do sinal analógico, coloca o ADC de rampa digital em desvantagem para outras estratégias de contador.