Os conversores A/D internos dos microcontroladores têm resoluções que dependem do número de bits do conversor e da tensão de referência Vref. Selecione a alternativa correta com relação à resolução do conversor A/D e à precisão na conversão.

Questão

Os conversores A/D internos dos microcontroladores têm resoluções que dependem do número de bits do conversor e da tensão de referência Vref.

Selecione a alternativa correta com relação à resolução do conversor A/D e à precisão na conversão.

Alternativas

a. O conversor A/D interno do microcontrolador ATMEGA328P é de 10 bits. Quando usamos a tensão de referência de 5 V, sua resolução é de 4,977 mV, o que garante uma maior precisão no resultado da conversão.

b. O conversor A/D interno do microcontrolador ATMEGA328P é de 10 bits. Quando usamos uma tensão de referência externa de 1 V, sua resolução é de 0,977 mV, o que proporciona maior precisão.

92%

c. O conversor A/D interno do microcontrolador PIC16F877A é de 10 bits. Quando usamos a tensão de referência de 5 V, sua resolução é de 4,88 mV. Se utilizarmos outros valores de tensão de referência, a precisão da conversão continuará a mesma, pois depende apenas do número de bits do conversor.

d. Ao programarmos o conversor A/D interno do microcontrolador PIC16F877A, é possível optar por utilizar 8 ou 10 bits. Se utilizarmos 8 bits, a precisão da conversão continuará a mesma, pois depende apenas da tensão de referência que está sendo utilizada.

Explicação

  1. Conceito de resolução (tamanho do LSB) Para um conversor A/D ideal de NN bits com faixa de entrada de 00 a VrefV_{ref}, o número de níveis é 2N2^N. A resolução (tensão por “degrau”, 1 LSB) é aproximadamente:

ΔVVref2N\Delta V \approx \frac{V_{ref}}{2^N}

(Alguns materiais usam Vref2N1\frac{V_{ref}}{2^N-1} para relacionar ao código máximo, mas para comparar resolução/LSB a expressão com 2N2^N é a mais usada. Em ambos os casos, diminuir VrefV_{ref} diminui o LSB.)

  1. Cálculo para 10 bits com Vref=5VV_{ref}=5\,V N=10210=1024N=10 \Rightarrow 2^{10}=1024.

ΔV51024=0,0048828V=4,883mV\Delta V \approx \frac{5}{1024} = 0{,}0048828\,V = 4{,}883\,mV

Logo, a alternativa (a) erra o valor (4,977 mV não corresponde) e ainda afirma “garante maior precisão” de forma absoluta.

  1. Cálculo para 10 bits com Vref=1VV_{ref}=1\,V

ΔV11024=0,0009766V=0,977mV\Delta V \approx \frac{1}{1024} = 0{,}0009766\,V = 0{,}977\,mV

Isso dá um LSB menor, ou seja, maior resolução (capacidade de distinguir variações menores de tensão) — desde que o sinal realmente esteja dentro dessa faixa e desconsiderando limitações práticas (ruído, erros de offset/ganho, INL/DNL etc.).

  1. Análise das demais alternativas
  • (c) embora o valor de 4,88 mV com 5 V e 10 bits esteja correto, é falsa ao dizer que “a precisão continuará a mesma” ao mudar VrefV_{ref}; a resolução (LSB) muda com VrefV_{ref}.
  • (d) é falsa: usar 8 bits reduz níveis (28=2562^8=256) e piora a resolução para a mesma referência: ΔVVref256\Delta V \approx \frac{V_{ref}}{256} (LSB maior), então não “continua a mesma”.

Portanto, a única alternativa consistente com a relação entre VrefV_{ref}, número de bits e resolução é a (b).

Alternativa correta: (b).

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