Presentacion clase adquisicion de datos

ADQUISICIÓN Y COMUNICACIÓN
DE DATOS.
Profesor: Helmut Contreras
Correo: helmut.contreras@usm.cl

Información General
• Certámenes 3 certámenes.
• Informes 1 informe por cada 2 clases.
• Ponderación:
• NotaFinal=C1*0,2+C2*0,2+C3*0,2+P.Inf.*0,4

Bibliografía
• Tomasi4° Edición “Sistemas de comunicacioneselectrónicas”

INTRODUCCIÓNA LA CONVERSIÓN A/D Y D/A
• En la actualidad el control automático se realiza a través de electrónica
digital,con microprocesadores ymicro-controladores.
• En la industria se deben controlar procesos en los que se debe medir
presión,temperatura,caudal,etc.Estas mediciones se realizan con
sensores que transforman estas variables en señales eléctricas.
• Es mas fácil transmitir una señal eléctrica que una señal de presión,
temperatura,o de voz,por dar algunos ejemplos.

• El sensor es el elemento que transforma esta señal desde el mundo real a
una variable eléctrica,la que luego se adapta para ser transmitida a través
de un conductor eléctrico,óptico o de radio frecuencia.
Sensor de temperatura resistivo RTD. Varia la resistencia dependiendo de la
temperatura. Esta señal es convertida en señal de voltaje, corriente o digitalizada.

• En la industria es común encontrar integrado el sensor con el transmisor.
• En el primer caso se trata de un sensor que convierte una presión en una
corriente de 4 – 20 mA.
• En el segundo caso se trata de un sensor de presión diferencial en el que
se digitaliza la señal para ser procesada en un controlador interno yluego
transformada a una señal analógica nuevamente para ser transmitida
hasta un controlador de procesos.

• En un diagrama típico de control de procesos,encontramos un sensor,un
conversor de análogo a digital (A/D),un procesador digital,un convesor de
digital a análogo (D/A)y por ultimo un actuador.

• Después de procesar la señal digitalizadaproveniente del sensor,se
genera una señal de salida que debe provocar un cambio en el proceso
para lograr el objetivo.
• Esta señal de salida primero corresponde a un calculo digital realizado por
el micro-controlador,el que entrega una secuencia de 0 y 1 lógicos que
deben ser convertidos en una señal de salida analógica para realizar una
acción en el actuador.
• El actuador puede ser una válvula,un variador de frecuencia,una
resistencia,etc.

EJEMPLO DE UNA CONFIGURACIÓN REAL

CONVERSIÓND/A (DAC)
• Un conversor D/A (DAC) es un dispositivo que recibe una información
digital en forma de una palabra de n-bits, y la transforma en una señal
analógica.
• La transformación se realiza mediante una correspondencia entre 2^n
combinaciones binarias posibles en la entrada y 2^n tensiones (o
corrientes) discretas obtenidas a partir de una tensión de referencia
(VREF).
• La señal analógica así obtenida no es una señal continua, sino que se
obtiene un número discreto de escalones a consecuencia de la
discretización de la entrada.

CONVERSIÓND/A (DAC)
• Al pasar de una configuración digital a la siguiente (M -> M + 1) la salida
analógica se incrementa en un valor “q”. La variación de 1 LSB le
corresponde una variación de “q”. LSB (Least Significant Bit) es el bit
menos significativo, por lo que una variación de 1 LSB se corresponde con
la mínima variación que se puede dar en el código digital de entrada.

Diferencia digitalización de 8 bits y 16 bits

TIPOS DE DAC
• DAC serie: Son aquellos DAC's en los que la información digital a convertir
es aplicada a un sólo terminal de entrada, bit a bit. La escasa precisión y
resolución de este tipo de DAC ha hecho que ya no se utilicen
prácticamente.
• DAC paralelo: Son aquellos DAC's en los que la información digital de
entrada se aplica por palabras (conjuntos de bits).La mayor velocidad de
conversión,así como las óptimas resoluciones que se obtienen con estos
DAC's,hará que centremos nuestro estudio en ellos.

Diagrama de bloque interno de un DAC

• INTERFACEDIGITAL:
– Adapta los niveles lógicos de las entradas a los niveles requeridos por
las entradas de los conmutadores electrónicos.
– Esta interfaz de entrada puede incluir, en algunos casos, latches que se
encargan de retener la información de entrada.
• CONMUTADORESELECTRÓNICOS:
– Son controlados por el código digital de entrada, es decir, estarán en
una u otra posición según el bit que reciben sea “1” o “0”.

• RED RESISTIVA DE PRECISIÓN:
– Es la encargada de realizar una suma ponderada de tensiones o
corrientes, en función del número y posición de los unos y ceros del
código digital de entrada.
• FUENTE DE REFERENCIA:
– Establece el factor de escala (K) en la conversión digital/analógica.

CÓDIGO BINARIO USADO EN LOS DAC
• En función del signo que pueda adoptar la salida de un DAC, estos se
pueden clasificar en unipolares y bipolares.
• En los DAC bipolares, la señal analógica de salida podrá ser positiva o
negativa ypor tanto tendrá valores por encima y por debajo de cero.
• En los DAC unipolares, la señal analógica de salida variará siempre dentro
de los valores positivos o de los negativos pero no podrá tomar valores en
ambos.
• De acuerdo con esto, los DAC unipolares suelen trabajar con entradas en
binario natural y en BCD, mientras que los DAC bipolares utilizan códigos
binarios que incluyen el signo del número.

VÁLVULA HIDRÁULICA PROPORCIONAL

CONEXIONADO VÁLVULA HIDRÁULICA
PROPORCIONAL

PLC MITSUBISHI FX3u Y MODULO D-A

REPRESENTACIÓNDE NÚMEROS NEGATIVOSY EL CERO
EN BASE BINARIA
Para n = 8 (8 bits) en Signo yMagnitud
Número Binariode 8
bits
Interpretado como
númeroenteroen
Sistema Decimal
Interpretado como
númeronatural en
Sistema Decimal
00000000 0 0
00000001 1 1
00000010 2 2
... ... ...
01111110 126 126
01111111 127 127
10000000 −0 128
10000001 −1 129
10000010 −2 130
... ... ...
11111101 −125 253
11111110 −126 254
11111111 −127 255

AMPLIFICADORES OPERACIONALES
• Conceptogeneralde amplificadoroperacional:
– Amplificador diferencial con una ganancia de tensión elevada, acoplo
directo y diseñado para facilitar la inclusión de una red de
realimentación.
– El amplificador operacional puede ser considerado como un bloque
funcional analógico.

Concepto de amplificador operacional ideal
• Amplificador operacionalcon características idealizadas.Es un
modelo matemático más que un circuito electrónico real.
– Impedancia de entrada: Infinita
– Corrientes de polarización: Nulas
– Impedancia de salida: Cero
– Ganancia de tensión en modo diferencial: Infinita
– Ganancia de tensión en modo común: Cero
– Ancho de banda: FL = 0 (DC)
FH : infinita
– SlewRate: Infinito (V/μs)

Introducción
El amplificador ideal de voltaje
AVE VS
VS = A·VE
El amplificador diferencial de voltaje
Ad
VS = Ad · (V1 – V2)
V1
VS
V2
+
-
iE = 0 iS
Impedancia de
entrada infinita:
iE = 0

Aplicacioneslineales de los amplificadoresoperacionales
+
-
Amplificador de ganancia negativa:
VS
VE
R1
R2
V+ = 0
V+
V-
V+ = V-
VS = VE ·
-R1
R2
i
i
i =
VE - VS
R1 + R2
V- = VS + i · R2
V- = VS + R1 ·
VE - VS
R1 + R2
R2
R1 + R2
V- = VS · + VE ·
R1
R1 + R2

Tipos de DAC
• DACcon red R-2R en escalera:
– Este DAC utiliza una red resistiva constituida por un conjunto de
resistencias con dos únicos valores: R y 2R. Esta característica hace de
este DAC uno de los más utilizados,por su fácil implementación.
– Los conmutadores electrónicos actúan, normalmente, del siguiente
modo: cuando un Bi está a “1”, su conmutador estará posicionado a la
izquierda, aplicando a la resistencia una tensión VREF; si Bi = 0, el
conmutador se posiciona a la derecha y la resistencia recibe cero
voltios.

Tipos de DAC
DACcon red R-2R en escalera

DAC con red R-2R en escalera
• El análisis eléctrico del circuito se lleva a cabo mediante la aplicación n-
veces (una por cada bit) del Teorema de Thevenin a la red resistiva,
sumando los resultados mediante el Teorema de Superposición. De este
modo, la salida en tensión del DAC de la figura 2.5. viene dada por la
expresión,

DAC con red R-2R en escalera
• Se puede comprobar que en el paréntesis se tendrá siempre
el valor decimal del código digital de entrada, siendo K lo que
multiplica a dicho paréntesis. Con ello, las expresiones
anterioresresponden a la función de un DAC.

DAC con red R-2R en escalera invertida
• Este DAC utiliza el mismo tipo de red resistiva que el anterior,
cambiandoúnicamentelospuntos a los que se conecta VREF
• Cuando Bi = 0, el conmutador está a la derecha y no “aporta”
corriente a la IOUT . Sin embargo cuando Bi = 1, el conmutador
se sitúa a la izquierda, aportando al valor final de IOUT una
corriente ponderada, de acuerdo con la posición del bit de
entrada. En tal caso la corriente de salida viene dada por la
expresión

DACcon red R-2R en escalera invertiday salidade corriente

OTROS TIPOS DE DAC’S
CONVERSIÓNINDIRECTA O SECUENCIAL
• Los DAC’s descritos en el apartado anterior pertenecen a los conocidos
como de conversión directa o simultanea, es decir, su salida analógica
varíaal “ritmo” que lo hace la entrada digital.
• Los DAC’s de conversión indirecta o secuencial se caracterizan por una
mayor complejidad interna, solucionando sin embargo, los problemas
principales que presentaban los DAC’s de conversión directa:
– valores resistivos no estandarizados y elevadas relaciones entre las
resistencias, elevado número de ellas (sobre todo en los R-2R), cambios
bruscos en los consumos al cambiar la configuracióndigital de entrada, etc.

DAC’s de conversión indirecta o secuencial

• El contador hace cíclicamente la cuenta desde cero hasta su valor
máximo a una velocidad impuesta por el reloj CK y la duración de esta
cuenta es la que define el periodo T.
• Mientras el valor digital de la entrada (X) esté por encima del que sale
por el contador (Y), V1 = “1” y el multiplexor (MX) mantendrá a su
salida el valor de VREF (V2 = VREF). Cuando el valor de Y supere al de X,
V1 = “0” y V2 = 0 (masa).
• El último paso es “promediar” V2 mediante un filtro paso bajo. El valor
de salida, VOUT, será proporcional al ciclo de trabajo de cada pulso (V2)
dentro de cada periodo (T). Así podemos expresar el valor de salida
como:

•El principal inconveniente de este tipo de DAC de conversión indirecta,
radica en su lentitud, es decir, los valores que formarán la señal analógica
de salida no se podrán obtener a un ritmo tan elevado como en los DAC
de conversión directa.
•Para mejorar la respuesta de este DAC, se utiliza el DAC estocástico, que
con el mismo principio de funcionamiento ofrece una velocidad de trabajo
superior.
•La diferencia entre ambos tipos de DAC se centra en que el estocástico
no genera la señal Y mediante un contador sino mediante un generador
de secuencias seudo-aleatorias: los sucesivos estados no se pueden
predecir, pero las secuencias se repiten cada cierto tiempo, T, que es
perfectamente conocido.

Parámetros de un DAC
• Resolución:
– Es el mínimo cambio incremental de la variable analógica de salida. Su
valor se obtiene dividiendo la máxima variación de la salida por el
número total de combinaciones de entrada.
– La resolución coincide, por tanto, con el valor de la señal analógica de
salida correspondiente al bit menos significativo (LSB).
– Así por ejemplo, suponiendo un DAC unipolar, la variable de salida
puede variar entre 0 y 5 v. (fondo de escala) y el número de bits de
entrada es de 8. La resolución será:
– Resolución = Fondo Escala / (2N-1) => 5v/(28 -1) => 5v/(255) = 19,6 mv.

• Fondo de escala (FS):
– El fondo o final de escala de salida de un DAC es la máxima corriente o tensión
de salida que se puede obtener de dicho DAC.
– Para un conversor binario, el fondo de escala se alcanzará cuando todas las
entradas estén a “1”. Ejemplo: 4 bits. 1 1 1 1.
– Generalmente el FS está a un valor “q” por debajo del de saturación del
circuito de salida del DAC.

• Margen dinámico de la señal de salida:
– Es el margen de corrientes o tensiones que se pueden obtener en las
salidas.
– En los DAC con salida de tensión,el margen dinámico puede ser
variado por el usuario mediante modificaciones en la red externa.

• Glitch: Es una respuesta transitoria que puede aparecer en la señal de
salida durante la transición de un código a otro. Su valor se expresa como
el producto de la intensidad o tensión de salida por unidad de tiempo,
V*ns ó mA*ns.

• Glitch: Este se da con mayor frecuencia cuando el bit mas significativo
cambia de estado y los otros bit también lo hacen. Por ejemplo al pasar de
valor binario 0111a 1000.

• Tiempo de establecimiento (ts):
Generalmente se especifica para un
cambio de cero a final de escala y es
el tiempo que transcurre desde que
la señal analógica de salida pasa por
el 50% del valor final que debe
alcanzar hasta el instante en que
dicha salida alcance el valor final con
un cierto margen de error específico.

• Error de offset: Es la señal de salida del DAC con entrada de código cero
(000....000). Este error es debido a la existencia de una traslación de la
característica real respecto a la ideal. Este error es posible corregirlo
mediante el ajuste de un potenciómetro de regulación de cero externo al
“chip”.

• Error de ganancia: Representa la diferencia entre las pendientes de las
funciones de transferencia ideal y real. Esta diferencia suele tomarse para
el nivel de salida correspondiente a FS – 1 LSB, supuesto que no exista
error de offset. El error de ganancia también puede ser corregido
mediante el ajuste de un potenciómetro.

• Error de linealidad: Este error se manifiesta cuando ante incrementos
iguales en el código digital de entrada, se producen incrementos
desiguales en la señal analógica de salida.

• Error de monotonicidad: Es un caso extremo del error de linealidad y se
manifiesta cuando, para combinaciones binarias de entrada crecientes, la
salida analógica se muestra en algún instante decreciente.

LABORATORIO N° 1 “CONVERTIDOR D-A”
• Implementar un DAC con el método de resistencias ponderadas.
• Este circuito debe entregar una señal analógica de salida a partir de una
palabra digital de 4 bits.
• Materiales
– 1 Multímetro Digital GDM-369.
– 1 Protoboard.
– 8 Resistencias de 1(KΩ).
– 1 Resistencia de 1,2(KΩ).
– 1 Resistencia de 2,6 (KΩ).
– 1 Resistencia de 3,3 (KΩ).
– 3 Fuentes variables.
– 1 AO TL084CN

• Actividad
• Calcular los valores de las resistencias,si R1 = R2 =1000(Ω).
• Elaborar una tabla que contenga todas las combinaciones de datos de
cuatro bits de entrada.
• Calcule los valores de la tensión de salida para todas las posibles
combinaciones de datos de entrada.
• Montar el circuito propuesto con los valores de resistencia calculados.
• Compare los valores de tensión calculados con los medidos.
• Realice un informe con una tabla de comparación de cada voltaje medido
comparado con el calculado.
• Incluir grafica de la salida calculada yla medida en laboratorio.

TABLA QUE SE DEBE INCLUIR EN EL INFORME
D3 D2 D1 D0 Decimal
Resistencia
Calculada
Voltaje
Calculado
Voltaje
Medido
0 0 0 0 0
0 0 0 1 1
0 0 1 0 2
0 0 1 1 3
0 1 0 0 4
0 1 0 1 5
0 1 1 0 6
0 1 1 1 7
1 0 0 0 8
1 0 0 1 9
1 0 1 0 10
1 0 1 1 11
1 1 0 0 12
1 1 0 1 13
1 1 1 0 14
1 1 1 1 15

CONVERSIÓN DE A – D (ADC)
• Un proceso de conversión analógico-digital es aquel que permite
partir de una señal continua y llegar a otra señal discreta
equivalente. De tal forma que, si posteriormente se aplica el
proceso inverso, es posible recuperar la señal continua original a
partir de la señal discreta sin haber sufrido en la transformación
ningún tipo de pérdida de información.

Proceso de conversión análoga a digital
• Desde el punto de vista de un convertidor analógico-digital
ideal, el proceso necesario para convertir una señal analógica
(continua) en una señal digital (discreta), consta de tres fases:
muestreo,cuantificacióny codificación.

Muestreo

• MUESTREO:
– Es la cantidad de veces que se mide el valor de la señal en un periodo
de tiempo (usualmente en 1 segundo).
– Según el teorema de Nyquist-Shannon la cantidad de veces que se
debe medir una señal para no perder información debe de ser al
menos el doble de la frecuencia máxima que alcanza dicha señal.
– Por ejemplo: si se desea digitalizar una conversación telefónica, como
el ancho de banda de la red telefónica es de 3khz, para no perder
información se debe tomar del orden de 6.000 muestras/segundo.

• MUESTREO:
– Durante la fase de muestreo se discretiza la señal en el eje temporal,
es decir, la señal pasa de ser de tiempo-continuo a ser de tiempo-
discreto. O lo que es lo mismo, se pasa de tener una amplitud de la
señal para un conjunto infinito de valores temporales, rango de
tiempo continuo, a tener una amplitud de la señal sólo para ciertos
instantes de tiempo,conjunto discretode valores temporales.

Grafica de Muestreo
max2*muestreo imaf f≥

Grafica de Muestreo
• En la figura anterior vemos S(t) es la señal analógica
que se va a muestrear.
• fmaxima : es la máxima frecuencia de la señal analógica
de entrada.
• “τ”: es el tiempo de muestreo
• fs: es la frecuencia de muestreo (periodo Ts).
• S τ(t): Señal muestreada.

• S τ(t), esta compuesta por una suma de varias señales de distintas
frecuencias. Del conjunto de esas frecuencias estarán las frecuencias
originales de la señal a muestrear “S(t)” mas señales que tienen frecuencias
diferencias y sumas de las señales originales con “fs” (fs-fm) y (fs+fm), 2fs””,
etc. De todas ellas, la mas próxima a fm es (fs-fm). Si quisiéramos reconstruir
la señal original S(t) de la señal muestreada Sτ(t), podemos hacerlo
empleando un filtro pasa bajo, que solamente deje pasar las frecuencias
originales, hasta su valor máximo fm, y rechace todas las frecuencias superior
a este valor.

• RETENCIÓN:
– Esta operación es necesaria para que el valor instantáneo de la
muestra se mantenga durante el tiempo empleado por el ADC para la
conversión.
– Una gran mayoría de los chips ADC utilizados hoy en día traen incluida
la circuitería necesaria para llevar a cabo los dos pasos descritos; sin
embargo, en otros casos, habría que añadir externamente dicha
circuitería.

• CUANTIFICACIÓN:
– Consiste en convertir un intervalo de valores continuos en valores
discretos.
– Definimos cuantificación como el número de símbolos que utilizamos
para guardar una medida de una señal.
– Para guardar la medida la codificamos con un conjunto de bits.
– A mayor número de bits empleados para guardar la medida mayor
exactitud.
– Habitualmente se emplean valores de 8 y 16 bits por canal de
información para almacenar los valores de las medidas adquiridas.

Error de
cuantificación
Cuantificación
conredondeo

• CODIFICACIÓN:
– Es el proceso en el cual se asigna un conjunto de bits (código digital) a
cada uno de los N niveles de cuantificación.
– Si a la entrada del ADC aparecen valores sólo positivos o sólo
negativos, se utilizarán para la salida digital los códigos unipolares
(binario natural y BCD); si la entrada al ADC es una señal analógica con
valores positivos y negativos se utilizarán los códigos bipolares (SVA,
C2, etc.).

• En un ADC, el valor analógico equivalenteal bit de menor peso
(LSB) será:
• Siendo N el número de combinaciones posibles delcódigo digital de
salida.
• Si, por ejemplo, este fuese el binario naturalde4 bits, tendríamos:
• siendo FS (Full Scale) el valor a fondo de escala de la señal analógica
de entrada alADC.
1
F S
L S B q
N
= =
4
1
2 1 6
F S F S
L S B q= = =

• Otra característica a tener presente es que el valor de la tensión
correspondiente a la palabra digital más alta del código (111...11 en
binario natural) de salida es (N - 1)q. Esto supone que en el proceso
inverso de conversión (digital-analógico), nunca se alcanza el valor de FS,
ya que por ejemplo para 8 bits,el máximo valor es:
11 11 11 11 = 255 => (2N – 1)
pero la conversión de análogo a digital para una señal de 5 v es:
8
5
1 (2 1) 2 5 5 * 4 , 98 1
2 2 56 2 56
NF S F S
L S B q q F S L S B= = = = > − = = = −

Clasificación de los DAC
• Tomando en cuenta la forma en que presenta la información a la
salida:
– Salida paralela: Combinación binaria en terminales de salida
simultanea.
– Salida serie:serializa salida paralela para transmisión de información.
– Salida temporal: Convierte una variable anagógica en una secuencia
de impulsos cuya frecuencia o duración es proporcional a la amplitud
de la señal de entrada. Normalmente se denomina convertidor
tensión – frecuencia.

ADC’S CON SALIDA PARALELO
• Este tipo de conversores es el más utilizadoy se puede
clasificaren
• - ADC’s de lazo abierto
• - ADC’s de lazo cerrado

• En los primero no existe realimentación interna, obteniéndose
lainformación digitalde forma directa.
• En los segundos existe un lazo de realimentación del que
forma parte un DAC. En ellos los procesos de cuantificación y
codificación se realizan de forma simultanea, obteniéndose
una secuencia de números digitales que son convertidos a un
valor analógico, el cual es comparado con la entrada. La salida
digitalserá el valor más próximo.

EL CHIP ADC CON SALIDA PARALELO
• Terminalesexteriores más comunes de un ADC.
– TENSIONESDE ALIMENTACIÓN: normalmente estos chips se alimentan
con tensiones bipolares en su parte analógica yunipolar en su parte
digital.
– TENSIONESDE REFERENCIA:es necesaria en aquellos casos en los que
no se obtiene internamente.Ha de ser muy estable y precisa.
– ENTRADA ANALÓGICA:entre este terminal y la masa analógica (AGND)
es por donde se aplica la señal a convertir.
– SALIDA DIGITAL: tiene tantos terminales como bits de salida,además
del terminal de referencia digital (DGND). Algunos chips disponen de
salidas tri-state controladas por un terminal (OUTPUT-ENABLE).Esta
particularidadfacilitala conexión con otros sistemas
– digitales (microprocesadores,controladores,etc.).

• RELOJ: se hace necesario para aquellos ADC’s que llevan en su interior
circuitos secuenciales. En muchos casos esta señal se genera internamente.
• INICIO/FIN DE CONVERSIÓN: el proceso de conversión A/D comienza cuando
se aplica un impulso en el terminal INICIO DE CONVERSIÓN. El terminal FIN DE
CONVERSIÓN, tendrá un estado mientras dure la conversión y el contrario
cuando ésta finalice. Estos terminales se pueden conectar mediante simples
circuitos para obtener un funcionamiento ininterrumpido o continuo del ADC.
• TERMINALES DE CONTROL: en los ADC’s más sofisticados, estos terminales
tienen múltiples funciones y en los más simples se reducen sus posibilidades,
pero en general pueden controlar el tipo de código digital de salida, selección
de chips (CS), lectura de datos (RD), habilitación de salida (OE), etc.

ADC DE CONTEO Y RAMPA ANALÓGICA

• El circuito se basa en contar los impulsos que transcurren desde
que la señal en rampa analógica (que aparece a la salida del
integrador), VG, pasa por un valor conocido hasta que alcanza a la
señalanalógica de entrada a convertir.
• Funcionamiento: Mediante un impulso de INICIO DE CONVERSIÓN,
aplicado en un instante t1, se arranca” el proceso de conversión.
Dicho impulso provoca la PUESTA A CERO del CONTADOR, la
apertura del INTERRUPTOR ANALÓGICO y la puesta a “1” del
BIESTABLE. En estas condiciones, y una vez que desaparezca el
impulso de puesta a cero, el CONTADOR inicia su cuenta. Al mismo
tiempo el circuito integrador GENERADOR DE RAMPA comienza,
partiendo de cero, la generación de una rampa con pendiente
positiva y cuya ecuación es:

• Mientras VG < ViH, VR = “0” y Q = “1” por lo que los impulsos del RELOJ
seguirán llegando al CONTADOR, prosiguiendo éste su cuenta. Cuando VG
> ViH (t2 ),VR = “1” y Q = “0”, bloqueando la puerta AND los impulsos de
RELOJ y el CONTADOR deja de contar. Además el circuito de CONTROL
tiene conocimiento de ello, enviando al exterior la correspondiente señal
de FIN DE CONVERSIÓN, cerrando el INTERRUPTOR ANALÓGICO y
enviando la orden de TRANSFERENCIA.

• La correspondencia entre el nivel de la señal de entrada ViH y el número N
de impulsos que se han contado en el intervalo t2-t1 y que representa el
valor digital de la entrada analógica, se puede obtener de forma
inmediata, teniendo en cuenta que en el instante t2 (fin de conversión) se
cumplen las relaciones donde T es el periodo de la señal de RELOJ.
• lo cual pone de manifiesto que el valor de la salida digital, N, es
directamente proporcional a la amplitud de la señal analógica de entrada.
Si ésta fuese negativa, VREF debe ser positiva y si fuese bipolar, se incluiría
un circuito que conmutase el signo de VREF en función del signo de la
entrada.
• La simplicidad de este ADC tiene su contrapartida en la lentitud ylimitada
precisión que muestra.
De las ecuaciones anteriores
deducimos que

ADC DE CONTEO Y DOBLE RAMPA ANALÓGICA

CONVERTIDORA/D DE APROXIMACIONES SUCESIVAS

• Cuando se le da la orden de inicio, en el registro de aproximaciones
sucesivas, se comienza colocando a 1 el bit mas significativo (MSB), quedando
el resto a cero; o sea por ejemplo para una salida digital de 10 bits, aparece el
10000000002, valor que corresponde a la mitad de la máxima excursión de la
tensión de entrada. Este valor digital, mediante el DAC interno es
transformada a una tensión analógica “VA/D “que es comparada con la señal
analógica de entrada, a convertir. Si la señal “VA/D “es mayor que Vo, el
comparador bascula dando lugar a una señal que hace que el registro cambie
su contenido, sustituyendo el 1 del bit mas significativo por un cero y
colocando un 1 en el bit de peso inmediatamente inferior, quedando el resto
inalterado;el nuevo valor de salida será 01000000002.

• Este último valor, nuevamente es convertido a señal analógica y
comparada nuevamente con la señal Vo. Si en esta comparación, resulta
Vo > VA/D, el comparador cambia de estado, haciendo que el registro no
modifique el 1 del bit de mayor peso, pero agrega un 1 en el bit
inmediatamente inferior, dejando el resto en cero. El proceso se repite
“n” veces (“n”, es el numero de bits del código digital de salida), hasta
alcanzar el bit de menor peso (LSB). Terminada la secuencia, el valor
digital final corresponde al valor convertido de la señal analógica
muestreada y cuantificada. La próxima figura, muestra la modificación de
los bits del registro de 5 bits, para un determinado valor de tensión
analógica a convertir.

Una característica del método de aproximaciones sucesivas es que el valor
final convertido VA/D resulta por debajo de la señal analógica Vo, a diferencia
del método de rampa, donde el voltaje equivalente, estaba por arriba de Vo.

Presentacion clase adquisicion de datos

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Was ist angesagt? (20)

Andere mochten auch

Andere mochten auch (9)

Ähnlich wie Presentacion clase adquisicion de datos

Ähnlich wie Presentacion clase adquisicion de datos (20)

Kürzlich hochgeladen

Kürzlich hochgeladen (12)

Presentacion clase adquisicion de datos