Source: https://www.scribd.com/doc/146002075/Unidad-3
Timestamp: 2017-01-19 20:03:18+00:00

Document:
BrowseInterestsBiography & MemoirBusiness & LeadershipFiction & LiteraturePolitics & EconomyHealth & WellnessSociety & CultureHappiness & Self-HelpMystery, Thriller & CrimeHistoryYoung AdultBrowse byBooksAudiobooksArticlesSheet MusicBrowse allUploadSign inJoinUnidad 3. Convertidores Introducción. En electrónica existen dos maneras de representar el valor numérico de las cantidades: la analógica y la digital. 1.Cantidades analógicas: pueden variar gradualmente sobre un intervalo continuo de valores. 2. Cantidades digitales: pueden variar en valores discretos dentro de ciertos rangos especificados. Por esta separación existen dos tipos de sistemas los cuales ocupan estos tipos de cantidades: 1. Sistema digital: es una combinación de dispositivos diseñada para manipular cantidades físicas o información que estén representadas en forma digital. 2. Sistema analógico: es una combinación de dispositivos diseñada para manipular cantidades físicas o información que estén representadas en forma analógica.
3.1 Analógico / Digital A/D. Los convertidores A/D son dispositivos electrónicos que establecen una relación biunívoca entre el valor de la señal en su entrada y la palabra digital obtenida en su salida. La relación se establece en la mayoría de los casos, con la ayuda de una tensión de referencia. Estos conversores poseen dos señales de entrada llamadas Vref+ y Vref- y determinan el rango en el cual se convertirá una señal de entrada. El dispositivo establece una relación entre su entrada (señal analógica) y su salida (digital) dependiendo de su resolución. Esta resolución se puede saber, siempre y cuando conozcamos el valor máximo que la entrada de información utiliza y la cantidad máxima de la salida en dígitos binarios. A manera de ejemplo, el convertidor análogo digital ADC0804 tiene la capacidad de convertir una muestra analógica de entre 0 y 5 voltios y su resolución será respectivamente: Resolución = valor analógico / (2^8) Resolución = 5 V / 255 Resolución = 0.0196v o 19.6mv. Resolución = LSB
a) Convertidores de transformación directa.b) Convertidores con transformación D/A intermedia. Pertenece al grupo de convertidores de transformación directa.3. su esquema puede verse en la este esquema. .
. auxiliar. éste reflejará en su salida dicho cambio. Es probablemente.1.
.1 Tipos. La conversión analógica a digital tiene su fundamento teórico en el teorema del muestreo y en los conceptos de cuantificación y codificación. es la siguiente: .
Cuando la señal analógica de entrada Vi exceda a la tensión de referencia de cualquier comparador. Convertidor a/d de comparador en paralelo. pues consiste básicamente en detectar cuando una determinada tensión de entrada pasa por unos controles comparadores previamente establecidos. el de más fácil compresión. Una primera clasificación de los convertidores A/D. Un convertidor A/D de dos bits puede ser el anterior circuito.
bloqueará el paso de la señal de reloj al contador. Este tipo de convertidores son más sencillos que los anteriores ya que no utilizan convertidores intermedios D/A. el circuito de control dará paso a la señal de reloj hacia el contador y al mismo tiempo irá generando la rampa que se comparará con la señal de entrada de tal forma que. cuando aumenta el número de bits en la salida digital. Se les conoce también con el nombre de convertidores de rampa. puede ser algún codificador con prioridad de mercado. Se emplean en aquellos casos en los que no se requiere una gran velocidad. y en consecuencia. por condensador y resistencia
. Son muy usados en los voltímetros digitales. alcanzando los tiempos de conversión el orden de nanosegundos. Cuando se aplica una se aplica una señal de inicio (start). Este tipo de convertidor es el más rápido. Un inconveniente del convertidor A/D de rampa simple como el de la figura. Por el contrario el principal inconveniente de este convertidor es el gran número de comparadores que se requiere. En la figura. La comparación la realiza de forma simultánea y no secuencial. de los componentes que integran el circuito generador de rampa (circuito integrador formado.El circuito lógico del convertidor A/D de dos bits de la figura anterior y que cumple la tabla 1.
Inicialmente el contador está a cero y el circuito de control tiene inhibido el paso de impulsos al contador. pero en los que es importante conseguir una buena linealidad. Convertidores a/d con integrador. es su dependencia de la linealidad de la rampa. cuando esta señal se iguale a la tensión de entrada Vi. correspondiéndose la combinación digital que aparece en la salida del contador con la tensión analógica de entrada. se representa el diagrama de bloques de un convertidor de rampa simple.
el comparador bascula dando lugar a una señal que hace que el registro varíe su contenido. Estos circuitos suelen suministrarlos los fabricantes de Circuitos Integrados. hasta que se encuentra la combinación que iguala la tensión entregada por el D/A y la de entrada. Este tipo de convertidor es el más utilizado cuando se requieren velocidades de conversión entre medias y altas del orden de algunos microsegundos a décimas de microsegundos. por un sistema de conteo por aproximaciones sucesivas. que corresponde a la mitad de la máxima excursión de la tensión de entrad. o sea. está formado por un registro de desplazamiento de n bits controlados por un circuito digital. es muy parecido al convertidor anterior. el registro de aproximaciones sucesivas. que a su vez se introduce en el comparador. Si esta señal es mayor que Vi. que básicamente.
El diagrama de bloque puede verse en la anterior figura.
El proceso de conversión para este tipo de convertidores se basa en la realización de comparaciones sucesivas de manera descendente o ascendente. forma el valor 100 (para este ejemplo se utilizarán sólo tres bits). sustituyendo el 1 del bit de más peso por un 0 y
. Como el arranque parte siempre de cero. quedando el resto a cero. Este valor es transformado a señal analógica.Convertidor de aproximaciones sucesivas. comienza poniendo a 1 el bit de mas peso (MSB). en el que se ha cambiado el contador y el circuito de control.
Este convertidor. como consecuencia de la combinación binaria a su entrada. siendo n el número de bits del registro de aproximaciones sucesivas.colocando en el bit de peso inmediatamente inferior un 1. se muestra el diagrama de transiciones para 3 bits donde se indica el proceso de búsqueda de la combinación digital. En el esquema siguiente. bastara con evitar poner a cero el contador para cada conversión de analógico a digital. A este tipo de convertidor se le denomina por cuenta continua y su diagrama de bloque se representa en el esquema siguiente. hace que el comparador habilite la cuenta ascendente. cuando la señal analógica procedente de la entrada V i es superior a la generada por el D/A. para acelerar el tiempo en dicha conversión. quedando inalterado el resto de los bits (010). Tanto en un caso como en otro. El tiempo de conversión de este tipo de convertidores es mucho menor que el anterior. Por el contrario si la señal fuese menor que Vi. Por lo tanto el tiempo empleado en la conversión es independiente del valor de la señal analógica de entrada. dejado a 0 el resto de los bits (110). el registro no modifica el bit de más peso inmediatamente inferior a 1. El contador en este caso comenzaría la cuenta desde la última conversión. El proceso se repite hasta alcanzar el bit de menos peso (LSB). se efectúa una nueva conversión D/A y luego se modifica el registro con el mismo criterio. Bastaría con añadir un contador reversible y un circuito lógico que detecte el sentido de conteo: descendente o ascendente (UP/DOWN). hasta que ambas entradas en el comparador
. Teniendo como base el convertidor por contador. El proceso se repetirá n veces.
Convertidor por cuenta continúa.
el contador siempre seguirá a cualquier variación de la te.
3. En definitiva.. o asignación de un valor numérico a una determinada intensidad de la señal) a una velocidad fija. que varía de forma continua en el tiempo. grabadores digitales de sonido y de vídeo. otra característica básica es la posibilidad de conversión unipolar ó bipolar. La conversión analógica a digital tiene su fundamento teórico en el teorema de muestreo y en los conceptos de cuantificación y codificación. se conecta a la entrada del dispositivo y se somete a un muestreo (cuantificación discreta. etc. Un convertidor digital analógico transfiere información expresada en forma digital a una forma analógica. como una computadora. con microcontrolador o con algún indicador numérico.. mecánicas. Lo mismo que un micrófono. "Un convertidor Digital/Analógico (DAC). su resolución que depende del número de bits de entrada del convertidor. una tercera característica la constituye el código utilizado en la información de entrada.
Las características básicas que definen un convertidor digital analógico son en primer lugar. magnitudes eléctricas. Por el contrario. Esta señal se puede volver a convertir en analógica mediante un convertidor digital analógico. obteniéndose así una señal digital a la salida del mismo. cada una de las combinaciones binarias de entrada es convertida en niveles lógicos de tensión de salida". Su principal función es convertir una señal analógica en digital. un graficador. el conteo será de forma descendente. La señal analógica. un sistema con microprocesador. generalmente los convertidores digitales analógicos operan con el código binario natural ó con el decimal codificado en binario (BCD).2 Digital / Analógico D/A. Se utiliza en equipos electrónicos como ordenadores o computadoras.1. para ubicar la función de este dispositivo conviene recordar que un sistema combina y relaciona diversos subsistemas que trabajan diferentes tipos de información analógica. es un elemento que recibe información de entrada digital.. el tiempo de conversión es otra característica que definen al convertidor necesario para una aplicación determinada. o un motor y estos deberán interactuar con subsistemas que trabajan con informaciones digitales. un sistema lógico. en forma de una palabra de "n" bits y la transforma a señal analógica. 3. como son.2 Aplicaciones. y equipos de comunicaciones. si V i es inferior a la tensión suministrada por el D/A.vuelvan a igualarse y para el conteo. y se define como el tiempo que necesita para efectuar el máximo cambio de su tensión con un error mínimo en su
. hasta igualar nuevamente la tensión de entrada Vi.
mientras que los que son "1" aportan una corriente proporcional al valor de la resistencia y.resolución.2. Cualquier convertidor digital analógico.
Cada interruptor (S0…S n-1) pone cada resistencia a masa o a VREF dependiendo de que la entrada digital sea "0" ó "1". el margen de temperatura y su tecnología interna. no aportan corriente. si es externa puede ser variada entre ciertos márgenes. .1 Tipos. la tensión de salida es unipolar y de signo contrario a la de referencia. debe proporcionar una salida analógica proporcional a la magnitud expresada por la entrada digital. además. Los bits que son "0". que puede ser interna o externa. otras características que definen al convertidor son. así mismo deberá tenerse en cuenta. aunque puede usarse otro código cualquiera. Vsal = (constante proporcional) (palabra digital) La salida analógica puede ser voltaje ó corriente. el código más común es el binario. 3. al peso del bit. Convertidores de resistencias ponderadas: Una red de resistencias ponderadas es aquella en la que se implementa un circuito en donde los conmutadores electrónicos conectan una señal de referencia a un juego de resistencias. Se puede observar que la resistencia Rf permite fijar la tensión de fondo de escala dada una tensión de referencia y que. constituyéndose éste a través de un convertidor multiplicador. por tanto. cuyos valores están escogidos de tal forma que provocan a la salida una señal de amplitud proporcional al peso binario del interruptor correspondiente. la tensión de alimentación. Precisamente esta entrada digital es quien activa los interruptores. la tensión de salida vendrá afectada por este factor. su tensión de referencia. la entrada digital puede ser cualquier código digital. al conectar la resistencia a masa.
1/10. soluciona los problemas del convertidor D/A de resistencias ponderadas. se encuentra en progresión geométrica con una razón ½ debido a que en cada punto de unión de las resistencias R-R.. "R" y "2R".Red de resistencias ponderadas en bcd con resistor inter-etapa
Cada grupo dispone de una resistencia inter-etapa en serie Rs. la corriente que circula por las resistencias 2R. al utilizar resistencias con únicamente dos valores.6 R Convertidor digital analógico R/2R. Rs = 9. 1/100.6 R Para la tercera década deberá verificarse. etc. la impedancia del circuito es igualmente a R. Rs en la segunda década debe verificar la ecuación que sigue. 10 Rp = ( Rp + Rs ) Rp = ( 16R ) / ( 15 ) Donde Rp es el valor de las 4 resistencias de cada grupo en paralelo.
. de ahí que el valor de Rs sea igual a. 1/1000. de tal forma que los pesos relativos de cada grupo sean. El convertidor D/A por red de resistencias R-2R. 1. 100 Rp = (Rp + Rs) De ahí se obtiene el valor Rs = 105..
se requiere de una interfase que transfiera las instrucciones digitales de la computadora al lenguaje de los actuadores del proceso que normalmente es analógico. especialmente en cuanto se refiere a telemetría ó transmisión de datos. En comunicaciones. la cual produce una tensión de salida (Vsal) analógica. se traduce la información de los transductores de forma analógica original.
Las aplicaciones más significativas de los conversores D/A son las siguientes: En instrumentación y control automático. como se muestra en la figura siguiente se obtiene una corriente a la entrada del amplificador operacional. que es la suma de las corrientes de cada rama. una salida analógica para propósitos de graficación. etc. la cual resulta más adecuada para la transmisión. de un instrumento digital.RI S di ( 1 / 2i ) Vsal = . así mismo.
Red de Resistencias R-2R io = S di ( I / 2i) Vsal = . permiten obtener.Convertidor D/A de Red de Resistencias R-2R Se selecciona cada canal en función del bit correspondiente. indicación o monitoreo.io R Vsal = .2. son la base para implementar diferentes tipos de convertidores analógico digitales. El control por computadora de procesos ó en la experimentación. a una señal digital.2 Aplicaciones.Vref S di ( 1 / 2i )
3. alarma.
More From This UserUnidad 33.3 Solidos de Revolucion - Equipo 23.4 Calculo de centroides
Unidad 3 by Adrián Martinez11 viewsEmbedDownloadRead on Scribd mobile: iPhone, iPad and Android.Copyright: Attribution Non-Commercial (BY-NC)List price: $0.00Download as DOCX, PDF, TXT or read online from ScribdFlag for inappropriate contentMore informationShow less

References: resolución 
 resolución 
 Resolución 
 Resolución 
 Resolución 
 Resolución 
 resolución