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De forma simples, você aplica uma tensão no conversor, e ele te diz o valro dessa tensão relativo a suas referências.
Por exemplo, se você tem um conversor AD de 8 bits (ou seja, 256 pontos de resolução), com referência negativa em 0V e positiva em 5V, e aplica uma tensão de 2,5V ele te responde com 128. Se aplicar 1,25V ele responde com 64.
De forma simples, é isso.
98% das vezes estou certo, e não estou nem aí pros outros 3%.
Existem várias formas de realizar a conversão, uma delas é usar um D/A que pode ser uma simples rede R/2R e um comparador; vc injeta o sinal analógico na entrada não inversora do comparador, uma contagem binária na saída do D/A; monitorando constantemente a saída do A/D, verificará qdo houver a mudança de estado, o valor corresponderá ao utilizado no D/A.