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Tópicos Especiales de MecatrónicaClase 04: Entradas Análogas

Ricardo-Franco [email protected]

Escuela Universitaria de Ingeniería MecánicaUniversidad de Tarapacá

Arica, Chile

October 9, 2014

R. F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Entradas Análogas October 9, 2014 1 / 23

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1 Entradas AnálogasFunciones básicas de un sistema de mediciónConversión análoga-digitalAncho de bandaMuestreo de señalesMultiplexión

2 Actividad

3 Referencias


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The electronics of a computer is nothing morethan a system designed to hold, move andchange numbers.


Entradas Análogas

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1 Entradas AnálogasFunciones básicas de un sistema de mediciónConversión análoga-digitalAncho de bandaMuestreo de señalesMultiplexión

2 Actividad

3 Referencias


Entradas Análogas Funciones básicas de un sistema de medición

Funciones básicas en un sistema de medicióndetectar una magnitud con un sensor;procesar la información; ycomunicar la información al usuario u otra máquina.


Entradas Análogas Funciones básicas de un sistema de medición

Funciones básicas en un sistema de mediciónacondicionamiento adapta las señales a la magnitud adecuada; yprocesamiento análogo permite, e.g., calcular promedios odemodular la señal antes de ser digitalizada.


Entradas Análogas Conversión análoga-digital

ADCADC puede ser vista como la comparación entre un voltajedesconocido Vx con un voltaje de referencia Vref .



ADCResolución: el mínimo cambio en el voltage que producirá un cambio

en el código.

D = código digital de salida.Q = intervalo de cuantización.



Rango dinámico


Entradas Análogas Ancho de banda

Ancho de bandaEl ancho de banda de una señal es definido como la diferenciaentre las frecuencias máximas y mínimas que acarreaninformación significante en la señal.



Ancho de banda de un circuitoEs la región de frecuencias en la cual la respuesta a una señal deentrada se encuentra dentro de los ±3dB de la respuesta defrecuencia.

Ancho de banda; +-3dB


Entradas Análogas Muestreo de señales

Muestreo de señalesEl voltage debe ser constante mientras es digitalizado;sample-and-hold amplifier (SHA);El número de muestras que debe tomarse por segundo dependedel proceso.La frecuencia del muestreo debería idealmente ser determinadapor el criterio de Nyquist; mayor que dos veces el ancho de bandade la señal.


Entradas Análogas Multiplexión

Multiplexión análogaNo se necesita un ADC por cada entrada análoga.

High-level multiplexing: amplificador y filtro antes del multiplexor.



Multiplexión análogaNo se necesita un ADC por cada entrada análoga.

Low-level multiplexing: amplificador y filtro después del multiplexor.



Multiplexión Análoga



Sample-and-hold amplifier


Actividad

ActividadIngresar a http://www.arduino.cc;bajar hoja de datos del uC de la tarjeta “UNO”;identificar arquitectura de memoria y de instrucciones;identificar valores de voltage de las I/Os digitales (high, low, ythresholds); eidentificar valores máximos de corriente de entrada (sinking) ysalida (sourcing).


Referencias

BibliografíaValdes-Perez, Fernando, Pallas-Areny, Ramon, Microcontrollers,Fundamentals and Applications with PIC, 1st edition, CRC PRess.Catsolis, John, Designing Embedded Hardware, 2nd edition,O’Reilly Media, Inc.


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