El convertidor analógico digital (ADC, por sus siglas en inglés) es un dispositivo que convierte una señal analógica en una señal digital. Esta conversión se realiza mediante la medición de la amplitud de la señal analógica en intervalos regulares de tiempo. Es ampliamente utilizado en la industria electrónica para la adquisición de datos y el control de procesos.
Un convertidor analógico a digital de 8 bits utiliza una resolución de 8 bits para convertir la señal analógica en una señal digital. La resolución se refiere al número de divisiones en las que se divide el rango completo de la señal analógica. En este caso, el rango completo se divide en 256 divisiones (2^8). Cada división se denomina un nivel de cuantificación.
El proceso de conversión comienza con la medición de la amplitud de la señal analógica en el momento en que se toma una muestra. La amplitud se compara con los niveles de cuantificación y se determina el nivel de cuantificación más cercano. Este nivel se convierte en un valor digital de 8 bits y se transmite a través de un bus de datos.
El convertidor digital a analógico (DAC, por sus siglas en inglés) realiza la operación opuesta al ADC. Convierte una señal digital en una señal analógica. El Arduino Uno utiliza un DAC de 10 bits, lo que significa que el rango completo se divide en 1024 divisiones (2^10). Cada división se denomina un nivel de cuantificación.
La resolución del DAC determina la precisión con la que se puede representar una señal analógica. Una mayor resolución significa una mayor precisión. En el caso del Arduino Uno, la resolución de 10 bits permite una precisión de 0.97 mV por nivel de cuantificación.
El convertidor digital analógico resistencia a resistencia (R2R) utiliza una red de resistencias de valores iguales para convertir una señal digital en una señal analógica. El valor de cada resistencia en la red se calcula como una potencia de dos. La señal digital se aplica a los extremos de la red y la salida se toma del punto de unión de las resistencias.
Cada bit de la señal digital controla la presencia o ausencia de una resistencia en la red. Si el bit está en 1, la resistencia correspondiente está presente. Si el bit está en 0, la resistencia correspondiente está ausente. La salida analógica es proporcional a la suma ponderada de las resistencias presentes.
Los convertidores a D son dispositivos que convierten una señal analógica en una señal digital mediante la aproximación sucesiva. El proceso comienza con la comparación de la señal analógica con el valor medio del rango completo. Si la señal es mayor que el valor medio, se establece el bit más significativo en 1. Si es menor, se establece en 0.
Luego, se compara la señal analógica con el valor medio del rango completo del sub-rango seleccionado. El sub-rango se determina por el valor del bit más significativo. Si la señal es mayor que el valor medio del sub-rango, se establece el segundo bit más significativo en 1. Si es menor, se establece en 0. Este proceso se repite sucesivamente hasta que se alcanza la resolución deseada.
Un convertidor digital analógico con amplificador operacional (OP AMP) utiliza un OP AMP para amplificar la señal digital y convertirla en una señal analógica. La señal digital se aplica a la entrada inversora del OP AMP a través de una red de resistencias. La salida del OP AMP se toma de la salida no inversora.
El OP AMP amplifica la señal digital para que sea proporcional a la señal analógica deseada. El valor de las resistencias en la red determina la ganancia del OP AMP y, por lo tanto, la amplitud de la señal analógica de salida. La precisión del convertidor depende de la precisión de las resistencias y del OP AMP.
Un puerto analógico digital es una interfaz que permite la conversión de señales analógicas a señales digitales. Es decir, transforma una señal de voltaje continua en una señal digital que puede ser interpretada por un dispositivo electrónico. Este tipo de puerto es comúnmente utilizado en dispositivos electrónicos como computadoras, teléfonos móviles y equipos de audio.