Convertidor analògic-digital: diferència entre les revisions
Contingut suprimit Contingut afegit
mCap resum de modificació |
Canvis varis: corregeixo i arreglo enllaços, correcció de faltes de tipografia i afegitons aquí i allà. |
||
Línia 2:
Un '''convertidor analògic-digital''', sovint anomenat '''CAD''' o '''ADC''' (de l'anglès ''Analog-to-Digital Converter''), és un [[dispositiu electrònic]] que té la capacitat de convertir un [[senyal analògic]] en un altre de [[senyal digital|digital]], és a dir, un [[voltatge]] en un senyal [[binari]]. Aquest té el propòsit de facilitar el seu processament (codificació, compressió, etc.) i fer el senyal resultant, el digital, més refractari al [[soroll]] i altres [[Interferència electromagnètica|interferències]] a les quals són més sensibles els senyals analògics. A aquest procés se l'anomena '''digitalització'''.
La funció d'un ADC és extreure mostres de l'amplitud d'alguns senyals analògics (llum, so, animació, temperatura) a un interval de freqüència i convertir els resultats a valors numèrics. Els ADC's estan incorporats en [[escàner]]s digitals, mostrejadors, termòmetres, sismògrafs, [[Càmera fotogràfica|càmeres fotogràfiques]], càmeres de video, microscopis, telescopis, mòdems, [[Ràdio|ràdios]], televisions, telèfons mòbils, [[Walkie-talkie|walkie-talkies]], i una multitud més d'aparells.
Tant aquest tipus de convertidor com el [[convertidor digital-analògic]] tenen l'inconvenient de no poder fer mai una mesura exacta del senyal. Al treballar a partir de
La digitalització o conversió analògica-digital (conversió A/D) consisteix bàsicament a realitzar de forma periòdica mesures de l'amplitud (tensió) d'un senyal, arrodonir els seus valors a un conjunt finit de nivells preestablerts de tensió i registrar-los com a nombres enters en qualsevol tipus de memòria o suport. La conversió A/D també és coneguda per l'acrònim anglès ADC (''analogue to digital converter'').
== Precedents històrics ==
El procés d’emmagatzemar i transmetre informació en forma digital, és a dir, el procés de conversió, tot i ser un tema que
El mateix principi també es va aplicar a
Aquest mateix procés, el del cilindre amb els sortints, és el mateix que trobàvem a les [[Pianola|pianoles]], pianos automàtics del s. [[Segle XIX|XIX]], i a les caixes musicals que trobem actualment.<ref>{{Ref-web|url=http://www.centrodedocumentacionmusicaldeandalucia.es/export/sites/default/musica-mecanica/pdfs/funcionamiento-pianola.pdf|títol=centrodedocumentacionmusicaldeandalucia|consulta=|llengua=Español|editor=|data=}}</ref>
En aquest mateix segle, el XIX, trobem a [[Jacques Vaucanson|Jacques de Vaucanson]], considerat el constructor
Amb el naixement de la indústria tèxtil, es va produir
En aquest procés d'
Tot i això, aquest invent el millorà el [[1740]] el francès [[Jean-Baptiste Falcon]], substituint les llargues tires de paper per fitxes perforades, ja que aquestes es trencaven amb facilitat.<ref>{{Ref-web|url=https://selbysoftfurnishings.com/weaving-fabric-history/key-figures/jean-baptiste-falcon|títol=Jean Baptiste Falcon|consulta=2018-11-26|llengua=en}}</ref>
Aproximadament 50 anys més tard, el [[1802]] en plena Revolució industrial, aparegué [[Joseph Marie Jacquard|Joseph Jacquard]], que recollí els treballs anteriorment citats per tal de fer un pas endavant amb la construcció
No és fins al [[1890]] que la targeta perforada assoleix un significatiu pas endavant, a partir de la seva aplicació en
En el cens anterior, el de [[1880]], es va trigar gairebé 7 anys a calcular-se amb 50 milions de persones, i el de 1890, amb 13 milions més de persones, només va trigar dos anys i mig.
Això va suposar un avenç conceptual, ja que les targetes codificaven dades abstractes, quantitats numèriques, la base de
== Funcionament ==
Línia 52:
=== Inconvenients del senyal digital ===
# Es necessita una conversió analògica-digital prèvia i una
# Si no es posa un nombre suficient de nivells de quantificació en el procés de digitalització, la relació senyal i soroll resultant es reduirà amb la relació a la del senyal analògic original que es va quantificar. Això és un error de [[Quantificació (processament de senyal)|quantificació]].
# És necessari posar sempre un filtre actiu analògic sobre el senyal que s'utilitzarà de mostreig, per evitar l'[[aliasing]].
Línia 71:
== Tipus de convertidors ==
*
*
*[[Modulació Sigma-Delta|Sigma-delta]] (ΣΔ): Tenen una velocitat màxima de conversió baixa però a canvi disposen d'una relació senyal a soroll molt elevada, la més gran de tots.
* Rampa
* Rampa doble: El funcionament del convertidor de rampa doble es basa amb el de rampa simple però afegeix un des-integrador, amb això s'aconsegueix que qualsevol error introduït en la integració s'elimini.
Línia 80:
Els senyals analògics i digitals serveixen per transmetre informació de forma eficaç. Els senyals analògics s'utilitzen per dur a terme les transmissions d'elements de vídeo o so (Són útils pels micròfons). Els senyals analògics són de tipus [[senoidal]] i, per tant, es necessita un aparell capaç de descodificar-les i així rebre la informació que envien. S'utilitza molt per la seva fidelitat amb el so real i perquè no requereix grans costos, ja que es consumeix poca amplada de banda, però l'inconvenient és que és una acció que es processa en temps real. Aquest fet provoca que si hi ha algun error sigui difícil de rectificar, cada còpia que es realitza de l'original es degrada i proporcionen poc suport alhora de transmetre volum de dades. (Això no passa amb el digital, on podem generar tantes còpies com vulguem i editar diferents parts sense inconvenient).<ref>{{Ref-web|url=https://www.universidadviu.es/diferencias-senal-analogica-digital/|títol=Senyals analògiques i digitals|consulta=11/11/2018|llengua=Castellà|editor=}}</ref> Un senyal analògic és aquell que pot prendre una infinitat de valors (freqüència i amplitud) dintre d'un límit superior i inferior. El terme analògic prové d'anàleg. Per exemple, si s'observa en un [[oscil·loscopi]], la forma del senyal elèctric que converteix un [[micròfon]] el so que capta, aquesta seria similar a l'ona sonora que la va originar.
En canvi, un senyal digital és aquell on les ones (temps i amplitud) no corresponen a les
Els senyals analògics no es diferencien, per tant, dels senyals digitals en la seva precisió (la qual és finita tant en els analògics com en els digitals). Amb freqüència és més fàcil obtenir precisió i preservar la forma d'ona del senyal analògic original (dins dels límits de precisió imposats pel soroll que té abans de la seva conversió) en els senyals digitals que en aquelles que provenen de suports analògics, caracteritzats típicament per relacions senyal a soroll baixes en comparació.
Línia 93:
Les tècniques de compressió sense pèrdues es basen en algorismes matemàtics que permeten la reducció dels bits que cal emmagatzemar o transmetre. Com per exemple l'anomenada codificació de longitud de seqüències, molt utilitzada en les tècniques de transmissió digital, mitjançant la qual se substitueixen les seqüències de bits repetits per la codificació de la longitud de la seqüència (en llenguatge col·loquial, millor dir deu uns que dir un, deu vegades). O la coneguda com la codificació relativa o incremental que codifica les diferències entre dos valors consecutius, en comptes dels valors absoluts (si per representar el valor absolut d'una mostra d'un senyal amb un gran valor dinàmic necessitem un elevat nombre de bits, segur que si el senyal no tenen trànsits molt bruscos, necessitarem menys bits per codificar el rang de la diferència entre dues mostres consecutives). I un últim exemple podria ser l'anomenada codificació de longitud variable, que utilitza una codificació dependent de la freqüència de repetició dels valors, utilitzant menys bits per a codificar les mostres dels valors es repeteixen amb més freqüència, (a l'estil codi Morse).
Les tècniques de codificació citades són de gran utilització en els sistemes de transmissió digital. Això no obstant, en el que es refereix al tractament digital d'imatge i so, donada l'
Per això, la compressió del so i la imatge per Internet es basa més en el coneixement del funcionament dels nostres sentits. Són tècniques que assumeixen pèrdues d'informació, d'aquí el seu nom de compressió amb pèrdues, però estan dissenyats de manera que les "pèrdues" no siguin percebudes pels éssers humans.
Línia 108:
Els convertidors D/A depenent de la forma de representar la informació a la sortida, es poden classificar en:
Convertidors A/D amb entrada
Són aquells que subministren simultàniament en terminals independents una combinació binaria equivalent al valor de la variable d'entrada.
Convertidors D/A amb entrada
Són aquells que també codifiquen el senyal analògic mitjançant una combinació binària, però en lloc de presentar-ho en paral·lel, ho fa amb un circuit
== Exemples ==
Línia 119:
Quan la música original es va gravar en el CD es va utilitzar un procés que essencialment, era l'invers del descrit aquí, i que utilitzava un Convertidor analògic-digital.
Les freqüències de mostreig més utilitzades per
* 24.000 mostres per segon (24 kHz)
* 30.000 mostres per segon (30 kHz)
Línia 130:
[[Processament de senyals digitals|Processament digital de senyals]]:
Els ADC són usats pràcticament a tot arreu on un senyal analògic ha de ser processat, emmagatzemat, o transportat amb una forma digital. Els ADC ràpids de vídeo són usats, per exemple, en targetes sintonitzadors de TV. Els ADC molt ràpids es necessiten en oscil·loscopis digitals, i són crucials per noves aplicacions com
== Referències ==
| |||