Del propio nombre se desprende que es un convertidor que convierte la señal analógica (continuamente variable) en señal digital. Esto es realmente un convertidor electrónico… circuito integrado… que convierte directamente la forma continua de la señal a la forma discreta. Puede expresarse como A/D o A-to-D o A-D o ADC. La entrada (analógica) a este sistema puede tener cualquier valor en un rango y se mide directamente. Pero para la salida (digital) de un convertidor A/D de N-bit, debería tener sólo 2N valores discretos. Este Convertidor A/D es un vínculo entre el mundo analógico (lineal) de los transductores y el discreto mundo del procesamiento de la señal y el manejo de los datos. El convertidor digital a analógico (DAC) realiza la función inversa del ADC. A continuación se muestra la representación esquemática del CAD.
Proceso de ADC
Hay principalmente dos pasos en el proceso de conversión. Son
- Muestreo y retención
- Cuantificación y codificación
Todo el proceso de conversión de la CAD se muestra en la figura 2.
Muestreo y retención
En el proceso de Muestreo y retención (S/H), la señal continua se muestreará y congelará (retendrá) el valor a un nivel constante durante un período de tiempo mínimo determinado. Se hace para eliminar las variaciones de la señal de entrada que pueden alterar el proceso de conversión y, por lo tanto, aumentar la precisión. La frecuencia de muestreo mínima debe ser dos veces la frecuencia máxima de datos de la señal de entrada.
Cuantificación y codificación
Para entender la cuantificación, primero podemos repasar el término «Resolución» utilizado en la CAD. Es la menor variación de la señal analógica que dará lugar a una variación en la salida digital. Esto representa en realidad el error de cuantificación.
V Rango de voltaje de referencia
2N Número de estados
N Número de bits en la salida digital
Cuantificación: Es el proceso en el que la señal de referencia se divide en varios cuantos discretos y luego la señal de entrada se empareja con el cuanto correcto.
Codificando: Aquí; para cada cuántico, se asignará un código digital único y después de eso la señal de entrada se asigna con este código digital. El proceso de cuantificación y codificación se demuestra en el cuadro siguiente.
De la tabla anterior podemos observar que sólo se utiliza un valor digital para representar todo el rango de voltaje en un intervalo. Así, se producirá un error que se denomina error de cuantificación. Este es el ruido introducido por el proceso de cuantificación. Aquí el máximo error de cuantificación es 
Mejora de la precisión en el CAD
Se utilizan dos métodos importantes para mejorar la precisión en la CAD. Son el aumento de la resolución y el aumento de la tasa de muestreo. Esto se muestra en la figura siguiente (figura 3).
Tipos de convertidor analógico a digital
- Aproximación sucesiva ADC: Este convertidor compara la señal de entrada con la salida de un DAC interno en cada paso sucesivo. Es el tipo más caro.
- Doble pendiente ADC: Tiene una gran precisión pero un funcionamiento muy lento.
- Pipeline ADC: Es lo mismo que el de dos pasos de Flash ADC.
- Delta-Sigma ADC: Tiene una alta resolución pero es lenta debido al exceso de muestreo.
- Flash ADC: Es el CAD más rápido pero muy caro.
- Otro: Rampa de escalera, Voltaje a frecuencia, Condensador conmutado, rastreo, Balanceo de carga y resolución.
Aplicación del CAD
- Usado junto con el transductor.
- Se utiliza en la computadora para convertir la señal analógica en señal digital.
- Se usa en los teléfonos móviles.
- Se utiliza en los microcontroladores.
- Se utiliza en el procesamiento de señales digitales.
- Usado en osciloscopios de almacenamiento digital.
- Se utiliza en instrumentos científicos.
- Se utiliza en la tecnología de reproducción de música, etc.
