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8/19/2019 Circuitos Electronicos 3 Unidad 5
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Circuitos Electrónicos 3
Convertidores de Señal
Ing. Gustavo Mesones Málaga
8/19/2019 Circuitos Electronicos 3 Unidad 5
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USMP Circuitos Electrónicos 32
Circuitos Integrados Monolíticos (CI)
Amli!icadores "eracionales
#iltros Activos
$eneradores de Señales
Convertidores: A/D D/A, V/F
Objetivos% Analizar dise!ar "ir"uitos "onvertidores de se!alDAC, ADC VF
Contenido re!erencial del curso
8/19/2019 Circuitos Electronicos 3 Unidad 5
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USMP Circuitos Electrónicos 33
Princiios &'sicos de
Convertidores de señales Se estudiar'n los rinciios &'sicos de los "onvertidores de datos an'logodigital digitalan'logo* así como los convertidores volta+e
!recuencia,
Para ello de&emos tener claro dos asectos% muestreo de señales
analógicas la cuanti!icación digital de señal,
Muestreo de se!ales anal#gi"as: El rinciio !undamental del rocesamiento digital de señales es el muestreo de una señal analógica, Se -ace uso de los circuitos de muestreo retención
(samle . -old) Cuanti$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=
Circuitos &'sicos de conversión :6A
++++= − 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 (+(
Circuitos &'sicos de conversión :6A
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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Circuitos &'sicos de conversión :6A
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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Circuitos &'sicos de conversión A6:
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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Circuitos &'sicos de conversión A6:
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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Circuitos &'sicos de conversión A6:
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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'ines del ti-er
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1=
FI)
Ing. Gustavo Mesones Málaga
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