Dá para eliminar de todo o erro de quantização?

Com um número finito de níveis, não; ele diminui ao subir a resolução ou, em esquemas especializados, com superamostragem e dither de ruído.

O que é a saída em degraus do DAC?

Entre amostras segura-se um valor constante (retenção de ordem zero). No espectro aparecem imagens em torno dos múltiplos da taxa de amostragem; o filtro de reconstrução as corta.

Número de bits e número efetivo de bits são a mesma coisa?

Não: o número efetivo de bits (ENOB) inclui ruído e distorção; um conversor real raramente atinge o nominal em toda a faixa de frequências.

Por que olhar o ADC e o DAC juntos?

Descrevem o mesmo passo contínuo–discreto de lados distintos: medição e reprodução. Em muitos sistemas (áudio, controle, radar) estão os dois blocos.

ADC / DAC (sampling & quantization)

Um seno contínuo vira amostras e é quantizado; o DAC reconstrói uma tensão em degraus (retenção de ordem zero). Veem-se o critério de Nyquist e a sobreposição de espectros.

Sobre o modelo

O ADC e o DAC fazem a ponte entre a tensão contínua e um código binário finito. A conversão analógico-digital mapeia a tensão em códigos com um passo de quantização; a digital-analógica reconstrói tensão ou corrente a partir do código, em geral em degraus (retenção de ordem zero). A resolução n fixa 2ⁿ níveis e a escala do ruído de quantização, da ordem do bit menos significativo (LSB). A taxa de amostragem do ADC liga-se à sobreposição de espectros: se o critério de Nyquist falha e não há filtro analógico contra a sobreposição, as altas frequências se dobram na faixa observada. O modelo mostra os níveis de quantização, a reconstrução em degraus e a ideia da sobreposição; jitter de abertura, não linearidades INL/DNL e ruído térmico ficam de fora. Mais bits reduzem o erro de quantização; no circuito real há filtro contra a sobreposição e, às vezes, dither.

Para quem: Cursos de sinais e sistemas, introdução à eletrônica digital e laboratórios de medição: amostragem e quantização.

Conceitos-chave

ADC
DAC
quantização
amostragem
frequência de Nyquist
resolução em bits
sobreposição de espectros
LSB

Como funciona

O ADC leva a tensão contínua a um número finito de níveis (erro de quantização da ordem do LSB); o DAC monta uma tensão em degraus a partir do código. Taxa de amostragem insuficiente dá sobreposição de espectros — o mesmo critério de Nyquist do curso de sinais.

Perguntas frequentes

Dá para eliminar de todo o erro de quantização?: Com um número finito de níveis, não; ele diminui ao subir a resolução ou, em esquemas especializados, com superamostragem e dither de ruído.
O que é a saída em degraus do DAC?: Entre amostras segura-se um valor constante (retenção de ordem zero). No espectro aparecem imagens em torno dos múltiplos da taxa de amostragem; o filtro de reconstrução as corta.
Número de bits e número efetivo de bits são a mesma coisa?: Não: o número efetivo de bits (ENOB) inclui ruído e distorção; um conversor real raramente atinge o nominal em toda a faixa de frequências.
Por que olhar o ADC e o DAC juntos?: Descrevem o mesmo passo contínuo–discreto de lados distintos: medição e reprodução. Em muitos sistemas (áudio, controle, radar) estão os dois blocos.

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