Comprueba el funcionamiento de sistemas electrónicos de uso comercial

Conversores Analógico/Digital

Un Conversor A/D de 3 bits dispone de una entrada analógica y 3 terminales de salida Digitales, es decir que combinando las salidas puede tomar 8 posibles valores binarios según el nivel de tensión en su entrada. por aquello de 2n es decir que tendrás valores entre 000 y 111, veamos cómo se corresponden estos valores con los niveles de tensión.

Entrada Analógica Salida Digital

0 V 0000.625 V 0011.25 V 010

1.875 V 0112.5 V 100

3.125 V 1013.75 V 110

4.375 V 111

Te preguntarás ...que pasó con los 5V?, bueno, es que el conversor necesita un nivel de tensión para utilizarlo como referencia y en este caso utilicé los 5V, también podría ser 0V, o mejor aún ambos.

Aquí puedes ver una imagen representativa de un Conversor A/D, en ella se indican en la salida dos términos muy utilizados MSB y LSB...

MSB es el valor binario más significativo y LSB es el menos significativo (en nuestro ejemplo, 111 y 000 respectivamente) Lo visto hasta el momento te puede servir si en caso deseas decodificar una señal analógica y utilizarla como si fuera digital, por ejemplo en el caso de un potenciómetro, termistor o una fotoresistencia, esta varía su

resistencia según la señal física que recibe, por lo tanto es un sensor de tipo analógico. un pulsador tiene dos estados, activado o no, por lo tanto es de tipo digital.Como se muestra en el siguiente grafico

Prof. Martín Hernández Macías

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Los  Convertidores Análogo-Digital y Digital-Análogo, su función básica es transformar una señal analógica en su equivalente digital y vice-versa. Los parámetros que más influyen sobre la prestación de los dispositivos son la resolución y la velocidad. El desarrollo de los microprocesadores y procesadores digitales de señal (DSP), ha permitido realizar tareas que durante años fueron hechas por sistemas electrónicos analógicos. El objetivo básico de un ADC es transformar una señal eléctrica análoga (voltaje de 0 a 5 por ejemplo) en un número digital equivalente (bloque de 0 o 5 Volts). De la misma forma, un DAC transforma un número digital en una señal eléctrica análoga. Según el tipo de componente y su aplicación existen distintos parámetros que lo caracterizan, éstos pueden ser: la velocidad de conversión, la resolución, los rangos de entrada, etc..Un incremento en un solo bit permite disponer del doble de precisión (mayor resolución), pero hace más difícil el diseño del circuito, además, la conversión podría volverse más lenta. En los siguientes apartados se describen los conceptos básicos de conversiones de señal, técnicas de implementación para los ADC o DAC, características y parámetros que los define. CONVERSIÓN BÁSICA DE SEÑALES Un transductor permite relacionar las señales del mundo real y sus análogas eléctricas. La data digital es un número binario que se define considerando desde el bit de mayor peso (MSB, More Significative Bit) al bit de menor peso (LSB, Least Significative Bit) CARACTERÍSTICAS Cada conversor ADC ó DAC, está determinado por una función de transferencia ideal de entrada - salida, que muestra la equivalencia entre el mundo digital y el análogo.Características Estáticas.- Resolución: Expresada en unidades de tensión, dependerá del escalón tomado como referencia con respecto a los niveles de tensión dado por el número de bit, La linealidad integral y el de linealidad diferencial: Analizando la gráfica de transferencia entrada-salida en el caso ideal, el resultado es una línea recta formada por Los puntos de transición de los valores de entrada que determinan cambios de nivel en la salida.La máxima desviación entre la grafica real y la recta ideal se define como linealidad integral, y se expresa en LSB, porcentaje del valor de fondo de escala (%FSR- font scale range). La linealidad diferencial corresponde a la desviación máxima a partir de la amplitud ideal (1 LSB), y se expresa utilizando las mismas unidades que la linealidad integral. Monotonicidad: Un conversor es monotónico cuando un incremento de tensión en la entrada le corresponda un incremento en la salida, y para una disminución de la entrada, el correspondiente descenso. Si un convertidor no es monotónico, el resultado es la pérdida del código. El error de ganancia, el error de Desplazamiento (offset) y el error de cuantificación: En términos generales corresponden a la comparación y diferencia máxima entre la curva de transferencia ideal y la real en todo el margen de medidas. El error de ganancia es un parámetro que muestra la precisión de la función de transferencia del convertidor respecto a la ideal y se expresa en LSB (% FSR- font scale range).El error de offset, se toma cuando todos los bit de entrada son ceros en el caso de un DAC.Velocidad: Siempre es importante disponer de una velocidad de muestreo que garantice la conversión de forma correcta, teniendo en cuenta el teorema de muestreo, según el cual la frecuencia de muestreo debe ser, como mínimo el doble que el ancho de banda de la señal muestreada para que sea posible su digitalización. Como es lógico, la rapidez del conversor depende también del número de bits a la salida. Características Dinámicas, Tiempos de conversión: Es el tiempo desde que se aplica la señal a convertir hasta que la señal (análoga ó digital) este disponible en la salida. Tiempo de adquisición: En el caso de conversores Análogo-Digital, es el tiempo durante el cual el sistema de muestreo y retención (Sample & Hold) debe permanecer en estado de muestreo (sample), para asegurarse que el consiguiente estado retención (hold) este dentro de la banda de error especificada para la señal de entrada.

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CIRCUITOS DE CONVERTIDOR ANALÓGICO A DIGITAL

CIRCUITOS DE CONVERTIDOR DE DIGITAL ANALÓGICO

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UNIDAD II SEMANA1 DESARROLLO DE LAS ACTIVIDADESCompetencia a desarrollar; 7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida. Atributo.- Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidianaIniciamos una unidad mas, en ella destacaremos los siguientes puntos; Los servomecanismos, ADC, DAC y dispositivos ópticos comprobados. Comenzaremos con los Convertidores analógico-Digital Y Digital-Analogico, los cuales tienen una importancia relevante para diseñar, sensores entre otras varias aplicaciones. Un convertidor de analógico a digital (abreviado ADC , A / D o D a A ) es un dispositivo que convierte una cantidad física continua (por lo general de tensión) a un número digital que representa la amplitud de la cantidad. La operación inversa se realiza mediante un convertidor de digital a analógico (DAC).En vez de hacer una sola conversión, un ADC con frecuencia realiza las conversiones ("muestras” de la entrada) periódicamente. El resultado es una secuencia de valores digitales que se han convertido a un tiempo continuo y continuo de amplitud de la señal analógica a un tiempo discreto y discreto de amplitud de señal digital.

Actividades del alumno:-Realizar la lectura del presente archivo, en la cual identificara los componentes necesarios de cada ejemplo propuesto-Elaborar en el protoboard cada uno de los ejemplos, tomando muestras de los voltajes utilizando el multimetro y anotando acorde a lo solicitado en el andamio -Completar el andamio tomando evidencias fotográficas para su resolución.-Integrando equipos simulara los circuitos propuestos en el andamio el laboratorio virtual y físicamente.-Renombrar el archivo de trabajo acorde a la nomenclatura propuesta y enviar al profesor al correo: cbtis50.prof.martin@gmail.com

Unidad II, Semana 1, fecha de entrega.- 22 de marzo de 2014

Heteroevaluación, será acorde a la siguiente lista de cotejo:

Lista de cotejo si no

Portada completa

Elabora correctamente el circuito analógico-digital

Inserta imágenes del circuito ADC

Realiza los cálculos del circuito convertidor

Demuestra los voltajes

Relata lo observado con la corriente

Usa adecuadamente el multimetro para medir corriente

Arma y demuestra el circuito DAC

Explica lo que sucede en cada ejemplo de los circuitos

Explica lo observado al completar la tabla del convertidor DACValor total de la calificación =2.5 Puntos del segundo parcial, Producto:ADC, DAC y dispositivos ópticos comprobados.

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ANDAMIO DE LA SEMANA 1, UNIDAD 2, INTRODUCCIÓN A LOS CONVERTIDORES ANALÓGICO/DIGITAL

Elabora en el protoboard los siguientes circuitos, Realiza los cálculos de la Resistencia total, parciales, caídas de voltajes y corrientes.

Demuestra la valides de los cálculos teóricos

Explica el funcionamiento del los amplificadores operacionales

Inserta imágenes del circuito funcionando

Diagrama Armado del circuito Prueba del circuito

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Tabla Imágenes de algunas mediciones

E D C B A Vout0 0 0 0 0 00 0 0 0 10 0 0 1 00 0 0 1 10 0 1 0 00 0 1 0 10 0 1 1 00 0 1 1 10 1 0 0 00 1 0 0 10 1 0 1 00 1 0 1 10 1 1 0 00 1 1 0 10 1 1 1 00 1 1 1 11 0 0 0 01 0 0 0 11 0 0 1 01 0 0 1 11 0 1 0 0

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1 0 1 0 11 0 1 1 01 0 1 1 11 1 0 0 01 1 0 0 11 1 0 1 0 1 1 0 1 11 1 1 0 01 1 1 0 11 1 1 1 0 1 1 1 1 1

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