ADC A INSEGUIMENTO

La struttura di questo ADC, chiamato anche tracking o servo, è riportata in figura 4.

Fig. 4 Struttura dell'ADC ad inseguimento

Questo ADC differisce da quello precedente unicamente per l'impiego di un contatore UP/DOWN anziché di un contatore normale (ciò comporta un funzionamento particolare che riduce parzialmente le funzioni della logica di controllo). Per il resto, la struttura dell’ADC a inseguimento coincide con quella del convertitore precedente. Nella struttura proposta la logica di controllo attiva il processo di conversione generando il segnale SOC che abilita il conteggio del contatore. Questo stesso segnale può essere impiegato per presettare il contatore ad un valore desiderato. Ipotizzando che all'inizio della conversione il contatore venga resettato, l'uscita V_D del DAC è nulla. Il comparatore confronta il campione V_in con la tensione d’uscita del DAC.

Fig. 5 Ciclo di temporizzazione dell'ADC ad inseguimento 

Per cui, considerando la temporizzazione descritta in figura 5 che illustra il caso di tre campioni V_in1, V_in2 e V_in3 si ha:

1. Fino a quando V_in>V_D l'uscita del comparatore è ALTA. Questo livello ALTO abilita il conteggio in UP del contatore, il quale incrementa il proprio conteggio. L'uscita V_D, del DAC quindi, è una rampa digitale crescente che prosegue fino a quando si verifica la condizione V_in<V_D

2. Nell'istante in cui V_in<V_D l'uscita del comparatore commuta portandosi a livello BASSO. In questo modo viene abilitato il conteggio in DOWN del contatore il quale decrementa di uno il proprio conteggio. Ne deriva che la tensione V_D scende di un quanto 1 LSB ripristinando la condizione V_in>V_D.

3. Poiché ora è nuovamente verificata la condizione V_in >V_D l'uscita del comparatore ritorna ALTA abilitando il conteggio in UP. Il contatore incrementa di uno il proprio conteggio e l'uscita V_D del DAC cresce di un quanto (1 LSB). In questo modo si ripristina la condizione del punto 2.

4. Ne deriva che il contatore continua a commutare di ± 1 LSB, e quindi la tensione V_D oscilla nel modo indicato intorno al valore di V_in.

Il conteggio raggiunto dal contatore rappresenta il codice digitale del campione a meno di ± 1 LSB. Quando viene acquisito un nuovo campione il contatore non viene resettato ma, in base al funzionamento descritto, incrementa o decrementa il proprio conteggio e, come mostrato in figura, la tensione V_D raggiunge i nuovi valori di V_in oscillando intorno a ciascuno di essi di ± 1 LSB. L’andamento della tensione V_D (cioè del conteggio ), illustrato in figura 5, giustifica la definizione di ADC a inseguimento. Questa caratteristica è ancora più evidente nel caso di segnali lentamente variabili cioè aventi spettro armonico molto limitato in frequenza (ad esempio il segnale proveniente da una rilevazione di temperatura). L'ADC in esame, infatti, è in grado di seguire l'andamento ditali segnali, come esemplificato nella figura 6.

Fig. 6 Ciclo di temporizzazione di segnali lentamente variabili