Tipi di convertitori analogico-digitale

Un convertitore analogico-digitale (ADC) è un dispositivo elettronico usato per convertire una corrente analogica in ingresso in un numero digitale basato sulla grandezza della corrente. Gli ADC sono lineari o non lineari secondo la risposta, e sono ulteriormente categorizzati in cinque tipi: ad approssimazione successiva, a doppia pendenza integrante, flash, a bilanciamento di carica e sigma-delta.

Convertitore ad approssimazione successiva

• I convertitori ad approssimazione successiva forniscono una conversione relativamente veloce del segnale in ingresso. Funzionano confrontando l'ingresso con una tensione che è metà del suo range. Quando il segnale supera questo livello, il convertitore lo confronta con i tre quarti del range. Durante il confronto, il segnale viene congelato e memorizzato in un circuito sample-and-hold. Una volta finita la conversione, i dati vengono trasferiti e posti nella memoria buffer del computer, dove sono letti ed elaborati in batch comodi.

Convertitore a doppia pendenza integrante

• Relativamente più lento del convertitore ad approssimazione successiva, il tipo a doppia pendenza è noto per ridurre il rumore e permette al segnale di ingresso di caricare un condensatore per un certo intervallo di tempo per essere misurato dopo che il condensatore si scarica a tasso fisso.

Convertitore a bilanciamento di carica

• Il convertitore a bilanciamento di carica funziona in modo simile al convertitore a doppia pendenza per l'uso del segnale d'ingresso per caricare un condensatore, ma questa volta il condensatore viene scaricato in unità di pacchetti di carica. Se il condensatore è caricato più della dimensione del pacchetto richiesta, il convertitore rilascia un pacchetto; se no, non ne viene prodotto. La tensione o corrente d'ingresso è determinata misurando gli impulsi in uscita dal condensatore. In questo tipo, gli effetti del rumore sono ridotti perché il segnale d'ingresso è integrato insieme al tempo di carica del condensatore.

Convertitore flash

• Il tipo più veloce di ADC è il convertitore flash. Funziona in modo simile al convertitore ad approssimazione successiva; confronta i segnali d'ingresso a una certa tensione o corrente di riferimento. Un convertitore flash ha però molti comparatori diversi, che corrispondono ai passi di confronto. Quindi, un convertitore a 8 bit ha un totale di 256, o 2^8, comparatori.

Convertitore sigma-delta

• Infine, un convertitore sigma-delta trasforma il segnale analogico a risoluzione molto bassa e frequenza di campionamento molto alta. Tramite filtraggio digitale e oversampling, la risoluzione può essere accelerata fino a 20 bit o più. I convertitori sigma-delta sono usati per la conversione ad alta risoluzione di segnali audio a bassa distorsione e bassa frequenza. Sono noti per la loro alta accuratezza e buona linearità.