Los convertidores de datos son circuitos electrónicos que interactúan entre señales analógicas y digitales.

8.1 Principios de conversión de datos

• Resolución: El cambio mínimo en el voltaje de entrada analógica necesario para producir un cambio en la salida digital. Depende del número de bits (N) en la palabra digital. Se puede expresar como: Resolución = \frac{V_{FS}}{2^{N}-1}, donde V_{FS} es el voltaje de escala completa.
• Tiempo de conversión: El tiempo necesario para que un convertidor realice su conversión.

8.2 Convertidores de digital a analógico (DAC)

Los DAC convierten una entrada binaria digital en una señal de salida analógica equivalente.

• DAC de resistencia ponderada: Utiliza resistencias con ponderación binaria en un circuito sumador inversor. Su principal desventaja es el amplio rango de valores de resistencia requeridos, lo que dificulta su fabricación precisa para convertidores de alto bit.
• DAC de escalera R-2R: Utiliza una red de escalera repetitiva con solo dos valores de resistencia (R y 2R). Este diseño es más fácil de fabricar con precisión y escalable, lo que lo hace preferible al tipo de resistencia ponderada.

8.3 Convertidores analógico-digitales (ADC)

Los ADC convierten una señal de entrada analógica en un código binario digital equivalente.

8.3.1 ADC de tipo directo

Estos convertidores realizan la conversión directamente comparando la entrada analógica con una referencia generada internamente.

• Tipo de contador ADC: Utiliza un contador para incrementar un valor digital, que se convierte en una señal analógica mediante un DAC y se compara con la entrada. El proceso se detiene cuando la señal interna supera la entrada.
• ADC de aproximación sucesiva: Un método más eficiente que utiliza un Registro de Aproximación Sucesiva (SAR) para realizar una búsqueda binaria del valor digital correcto, convergiendo mucho más rápido que el tipo contador.
• Tipo de flash ADC: El tipo de ADC más rápido. Utiliza un banco de comparadores y un codificador de prioridad para determinar la salida digital simultáneamente. Un ADC flash de 3 bits requiere 7 comparadores.

8.3.2 ADC de tipo indirecto

Estos convertidores primero transforman la señal analógica en una representación de tiempo o frecuencia antes de convertirla a un valor digital.

• ADC de doble pendiente: Conocido por su alta precisión. Primero integra la tensión de entrada analógica durante un período fijo y luego integra una tensión de referencia de polaridad opuesta hasta que la salida del integrador vuelve a cero. El tiempo que tarda la segunda fase es proporcional a la tensión de entrada, y este tiempo se mide mediante un contador para generar la salida digital.