ADC de Rastreamento: Contador Up/Down para Conversão Contínua e Rápida de Sinais

Uma terceira variação no tema conversor baseado em contador-DAC é, na minha visão, a mais elegante. Em vez de um contador "up" convencional acionando o DAC, este projeto usa um contador up/down.

O contador roda continuamente, e a linha de controle up/down é acionada pela saída do comparador. Quando a entrada analógica excede a saída do DAC, o contador muda para modo count-up. Inversamente, se a saída do DAC é maior, ele conta para baixo. Em qualquer caso, a saída do DAC segue o sinal de entrada em tempo real.

Como o contador nunca reseta, a saída binária é atualizada a cada pulso de clock, eliminando a necessidade de um registrador de deslocamento para travar a contagem no final de um ciclo.

Um benefício chave é velocidade: o conversor pode atingir taxas de amostragem de vários MHz sem a sobrecarga de uma fase de reset.

Como mostrado, o tempo de atualização é muito mais rápido que outros ADCs baseados em contador. No início do gráfico, quando o contador deve "alcançar" uma mudança súbita no sinal analógico, a taxa de mudança corresponde à do primeiro ADC de contagem. A saída rampa suavemente em vez de pular do zero, diferente de ADCs de contagem e aproximação sucessiva.

Porém, a saída binária nunca é estática; ela alterna entre contagens a cada pulso de clock mesmo com entrada perfeitamente estável — fenômeno conhecido como bit bobble (oscilação de bit). Isso pode ser problemático para sistemas digitais que esperam saída estável.

O bit bobble pode ser mitigado inserindo um registrador de deslocamento que trava a saída do contador apenas quando o valor muda em dois ou mais passos. Projetar um detector para duas contagens consecutivas na mesma direção requer engenhosidade mas compensa.

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