¿Cuál es el proceso de conversión de señal A/D (analógica a digital)?

Te resumo de nuevo, de forma clara y breve, el proceso de conversión de señal Analógica a Digital (A/D):

1. Muestreo

• Se toma el valor de la señal analógica a intervalos de tiempo discretos.
• Frecuencia de muestreo (fs) debe ser al menos el doble de la máxima frecuencia presente en la señal (Teorema de Nyquist): fs > 2·fm.
• Si fs es menor, aparece aliasing (distorsión por solapamiento espectral). Para evitarlo se usa un filtro anti-aliasing analógico antes del muestreo.

2. Mantenimiento (Hold) — (opcional)

• En muchos ADCs se mantiene el valor analógico durante el tiempo que tarda la conversión (sample-and-hold), para que el convertidor trabaje con una señal estable.

3. Cuantificación

• Cada muestra continua se asigna al nivel digital más cercano entre un conjunto finito de niveles.
• El número de niveles es 2^N donde N es el número de bits del ADC. Ej.: N=8 → 256 niveles.
• La diferencia entre niveles adyacentes es el paso de cuantización (LSB). Cuanto más bits, menor error de cuantización.
• Aparece ruido/ error de cuantificación (aproximación discreta).

4. Codificación

• Los niveles de cuantificación se representan como códigos binarios (ej.: código natural, complemento a dos, Gray).
• El resultado final es una secuencia de palabras digitales (bits) por cada muestra.

5. Parámetros importantes

• Resolución: N bits (precisión). Define paso de cuantización = rango_full_scale / (2^N).
• Rango dinámico: relación entre la señal más grande y el ruido/LSB, a menudo expresado en dB.
• SNR teórico por cuantificación ≈ 6.02·N + 1.76 dB (para cuantificación uniforme y señal seno).
• ENOB (Effective Number Of Bits): mide la resolución efectiva real considerando ruido y distorsiones.
• Linealidad: INL (error de línea) y DNL (error diferencial entre niveles).
• Velocidad: tasa de muestreo máxima del ADC (samples/segundo).
• Latencia: tiempo desde la entrada hasta la salida digital.

6. Tipos comunes de ADC (breve)

• ADC sucesivo aproximación (SAR): buen compromiso precisión/velocidad, común en 12–18 bits.
• ADC de Σ-Δ (sigma-delta): alta resolución (más bits efectivos) para baja/mediana velocidad, usa sobremuestreo y filtrado digital.
• Flash (paralelo): muy rápido, baja resolución típica (pocos bits), usa muchos comparadores.
• Pipeline: combinación velocidad/resolución para video y RF intermedia.

7. Procesado post-conversión

• Filtrado digital, decimación (en sigma-delta), corrección de errores, compresión, etc.

Si quieres, puedo:

• Explicar matemáticamente muestreo y aliasing con ejemplos.
• Mostrar cálculo del LSB y SNR para un ADC específico (dime rango y bits).
• Comparar ADCs según aplicación (audio, adquisición industrial, RF).