ADC de tipo seguimiento

El convertidor de analógico a digital (ADC) de tipo contador inicia la conversión desde el principio para cada valor de entrada. Esto significa que el contador tiene que contar desde todos los 0 hasta el valor de entrada N y toma (N-1)T _C tiempo, donde Tc es el período de tiempo del pulso del reloj. El tiempo máximo de conversión para el rango de salida de escala completa toma (2 ⁿ -1)Tc segundos. Este es el principal inconveniente del ADC tipo contador , además de su robustez y sencillez.

ADC de tipo seguimiento:

Para superar este problema de que cada conteo comience desde cero, podemos usar un contador ascendente/descendente en lugar de un simple contador ascendente y alimentar la entrada del comparador a la terminal ascendente/descendente.

El contador ascendente/descendente tiene una entrada adicional además del pin del reloj. Este terminal de entrada adicional dicta si el conteo será ascendente (es decir, de valor bajo a valor alto) o descendente (de valor alto a valor bajo). Si usamos este concepto para controlar el contador, entonces no necesitamos contar cada vez desde todos los 0. 

Operación de ADC de tipo seguimiento:

El circuito del tipo de seguimiento se muestra arriba. Tenemos un comparador con entradas provenientes de Vin y de la terminal de salida del DAC. La salida de este comparador se envía al terminal M del contador ascendente/descendente. También se proporciona una señal de reloj externa. Cuando M = 1, el contador realiza el conteo progresivo. Cuando M = 0, el contador realiza un conteo regresivo. Los valores del contador se convierten en valores decimales apropiados mediante el convertidor de digital a analógico (DAC) y esto se devuelve nuevamente al comparador como una señal de retroalimentación para una comparación continua. Se proporciona un pestillo para retener la etapa final del contador al final de la conversión. El pestillo es accionado por la caja de control.

Al comienzo de la conversión, el contador está en un estado de todos 0 (el estado cero). Entonces, V _DAC  = 0. Cuando se aplica Vin > 0, la salida del comparador es alta y, por lo tanto, M = 1. El contador comienza a contar hasta el valor de Vin. M = 1 siempre que Vin > V _DAC y así el contador cuente progresivamente.

Cada vez que se da un nuevo valor, si es más bajo que el Vin anterior, entonces el contador no tiene que comenzar desde los estados cero (como en el ADC de tipo contador normal). En cambio, en este caso, el Vin < V _DAC y la salida del comparador son bajos. Entonces M = 0 y el contador comienza a contar hacia atrás. Una vez que se alcanza el nuevo valor, se bloquea y nuevamente la salida del DAC se compara con la entrada y, en consecuencia, se realiza un conteo progresivo o regresivo. 

La salida del DAC se muestra a continuación para una forma de onda de entrada típica.

Tiempo de conversión:

Dado que el ADC de tipo seguimiento no siempre comienza desde un estado cero, la cantidad de pulsos de reloj necesarios para la conversión es muy variable. Si tenemos que contar de 0 a 7, tardará 6 pulsos. Si después de 7, tuviéramos 5 como entrada, solo tomaría 2 cuentas regresivas y, por lo tanto, solo 2 pulsos. Esto es claramente evidente en la figura anterior.

Sin embargo, el tiempo de conversión en el peor de los casos ocurre al contar desde todos los 0 hasta todos los 1. En este caso, toma (2 ⁿ -1) pulsos de reloj donde n es el número de bits. En este caso, el DAC proporciona el voltaje de salida máximo.

ventajas:

El tipo de seguimiento es comparativamente más rápido que el tipo de contador simple. Ahorra tiempo al contar hacia atrás y hacia arriba según sea necesario. La salida se puede hacer más precisa aumentando el número de bits. 

Desventajas:

El ADC de tipo seguimiento es una mejora con respecto al ADC de tipo contador, pero aún no es lo suficientemente rápido en comparación con otros ADC disponibles como Flash ADC. También tiene el problema de que cuando el ADC se inicia por primera vez, la salida del DAC es 0 y el contador tiene que contar desde los estados cero. Esto provoca un retraso de tiempo durante la conversión inicial.