circuitos electronicos 3 unidad 5

8/19/2019 Circuitos Electronicos 3 Unidad 5

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Circuitos Electrónicos 3

Convertidores de Señal

Ing. Gustavo Mesones Málaga


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USMP Circuitos Electrónicos 32

Circuitos Integrados Monolíticos (CI)

Amli!icadores "eracionales

#iltros Activos

$eneradores de Señales

Convertidores: A/D D/A, V/F

Objetivos% Analizar dise!ar "ir"uitos "onvertidores de se!alDAC, ADC VF

Contenido re!erencial del curso


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Princiios &'sicos de

Convertidores de señales Se estudiar'n los rinciios &'sicos de los "onvertidores de datos an'logodigital digitalan'logo* así como los convertidores volta+e

!recuencia,

Para ello de&emos tener claro dos asectos% muestreo de señales

analógicas la cuanti!icación digital de señal,

Muestreo de se!ales anal#gi"as: El rinciio !undamental del rocesamiento digital de señales es el muestreo de una señal analógica, Se -ace uso de los circuitos de muestreo retención

(samle . -old) Cuanti$i"a"i#n de la se!al: Si consideramos una señal /ue varía entre 0 10 se usan señales de conversión de &its, Se sa&e /ue con &its se tiene 14 valores di!erentes (del 0 al 15) se deduce /ue la resolución de la señal est' dada or la relación 10615 7 263, 8aturalmente se tendr'n errores de cuanti!icación,


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Muestreo de señales analógicas

El roceso de muestreoconsiste en tomar unamuestra eriódica de unaseñal analógica (τ),9a salida v" es la /ue ser'

alimentada al convertidor A6:,

Cir"uito de reten"i#n


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Cuanti!icación de la señal

9as muestras de salidadel convertidor :6Ase alimenta a un circuitode muestreo retencióna cua salida de ondatiene !orma de escalera,

Esta se uede alisar mediante un !iltro asa&a+os

;am&i


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Una señal analógica entre 0 10 de&e convertirse a unaseñalde =&its,

a) >Cu'l es la resolución de la conversión en voltios?

&) >Cu'l es la reresentación digital de 4?

c) >Cu'l es la reresentación digital de 4,2?

Sol,a) 9a resolución @ 7 106(2=1) 7 0,03215

&) Alicando raBones aritm


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Circuitos &'sicos de conversión :6A

(ed es"alera de ) bits

:onde i" or la 9C%

N N ref ref ref ref

O b R

V b R

V b R

V b RV i

)2(.....

42 1321 −++++=

9os &its &1 -asta &8 controlan los interrutores S8

Por e+emlo* si &1 7 0* el interrutor S1 est' en la osición 1

Si &1 7 1 entonces S1 est' en la osición 2


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USMP Circuitos Electrónicos 3=


++++= − 2*)2(

.....2*42*22*1

21

321

N

N ref

O

bbbb

R

V i

Al multilicar dividir a i" or 2* resulta%

++++= N N ref

O bbbb RV i

2.....

842

2321

J v" ser' or la 9e de "-m%

++++=

N

N ref O

bbbbV v

2.....

842*

321

2**

R

i Riv O f OO ==

8aturalmente cuando todos los &its &8 valen 1* entonces v"

tiende a re! ,


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(ed es"alera de ) bits del ti*o (+(


9a relación entre las corrientes i8 es como sigue%

N

N I I I I 1321 2......42 −====

AnaliBando or inducción ara dos &its* ara tres &its* ,,,,,


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N O I I I I i ++++= ......321

9a i" or la 9C tiene la siguiente !orma%

++++=

N

N ref

O

bbbb

R

V i

2.....

842321

++++=++++= − N N

N O

bbbb I

I I I I i

2

.....

842

*2

2

.....

42

321

11

111

1

Como% R

V I

ref

21 =

J v" ser' or la 9e de "-m%

++++=

N

N ref O

bbbbV v

2.....

842*

321

Ri Riv O f OO == *


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Circuitos &'sicos de conversión A6:

El circuito &'sico consta de un comarador di!erencial*contador U6:oKn u :AC monitorear el error de conversión,

Se alica una señal v APartamos la idea /ue el contador esta&a en 0 digital,

Convertidor ti*o de reali-enta"i#n


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9a salida del :AC (v") ser' 0,

A la salida del comarador arro+ar' una salida alta (9) uesto/ue v A es maor /ue v"

Mientras el comarador est< en alta (9)* en contador estar'

energiBado contar' -asta /ue v" se e/uiare a v A, :ic-o

contador tendr' un temoriBador lo su!icientemente r'idoara /ue se esta&ilice la salida digital,

Cuando se esta&leBca la igualdad* a la salida del comarador ser' CE@" detendr' la cuenta,

Sin em&argo si el valor de v A aumenta o disminue* segLn la

salida del comarador (9* 0 ó 9 ) conmutar' al contador

en la osición U6:oKn se autoa+ustar' la salida digital,


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Convertidor *aralelo o de doble destello

Es un tio de circuito m's r'ido de conversió, UtiliBa 281

comaradores ara cada nivel de cuanti!icación* la salidade cada comarador es directamente el &it de salida digital,

9a desventa+a es /ue el -ardKare de construcción se -ace

comle+a cuanto m's &its de resolución tenga el convertidor A6:,


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Modelo de "onvertidor A/D

Analice la salida :"* :1* :2

Si la ent vale%

a) 2

&) 2,5

c)

d) ,4

e) 5,3

!)


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Pro&lema% Para un convertidor A: de cuatro &its, Para una señalde entrada entre 0 10,

a) >Cu'les son los volta+es de re!erencia necesarios?

&) :emuestre cómo se generan los volta+es de re!erencia (@s)

usando una señal de 10 resistencias de 1Ω,c) Muestre los valores digitales del convertidor ara señales de

entrada de 0* 5,1 10


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Circuitos &'sicos de conversión 6#

$ sal

Vsal

Cir"uito des*lazador de $re"uen"ia "ontrolador *or voltaje

E es la entrada de volta+e

Para una variación de entrada de E de N* la ! sal 7 1-B N =00OB

9a Khz

C R f

E

o 13 ≈=


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1

'ines del ti-er


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1=

FI)

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