Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II 1 Conversores A/D-D/A (Unidad Temática 5) -Objetivos...
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Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II
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Conversores A/D-D/A (Unidad Temática 5)
-Objetivos-Introducción-Conversores-Ejemplos-Conclusión
Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II
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Conversores A/D-D/A - Objetivos
-Aprender sobre conversores A/D-D/A-Aprender sobre sus características-Aprender sobre virtudes y defectos-Aprender sobre interconexión
Formar criterios para la selecciónadecuada en un diseño concreto
De la Cátedra
Del Ingeniero
Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II
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Mundo Real – Fenómenos
Conversores D/A-A/D - Introducción
Medición AnalógicaVariables Físicas
Tratamiento Digital - Respuesta
Actuación Analógica Variables Físicas – Mundo Real
Conversor A/D
Conversor D/A
Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II
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Mundo Real – Fenómenos
Conversores D/A-A/D - Introducción
Medición Analógica
Variables Físicas
Calor, Viento, Ruido, Sonido, Movimiento, Inercia,Luz, Electricidad, Sabor, Olor …
Temperatura, Humedad, Velocidad, Desplazamiento, Presión,Frecuencia, Fuerza, Luminosidad, Tensión, Corriente, Acidez …
Trasductores (Físico Eléctrico), Muestreo (Variables Fijo),Normalización (Arbitrario Normalizado (4-20mA, 1-5V)),..
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Conversores D/A-A/D - Introducción
Tratamiento Digital - Respuesta
Conversor A/D
Conversor D/A
MediciónVisualización, Procesamiento (Escala, Filtrado),Presentación, Almacenamiento, Análisis,…
Actuación sobre el medioAlarma, Procesamiento (adaptación), Presentación,Almacenamiento, Análisis,…
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Conversores D/A-A/D - Introducción
Actuación Analógica
Variables Físicas – Mundo Real
Actuador (Eléctrico Normalizado (4-20mA, 1-5V,) Físico, Amplificador,…
Movimiento, Calor, Sonido, Luz, Electricidad,…
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Conversores D/A-A/D - IntroducciónAlgunos conceptos
Valor de Cero (0): Valor Analógico mínimo posible.
Variable Física(0) Var. Analóg.Normaliz.(0) Codigo Binario(0)
Valor Fondo de Escala (FS): Valor Analógico máximo posible
Variable Física(FS) Var. Analóg.Normaliz.(FS) Codigo Binario(2N-1)
Rango Analógico: Diferencia entre Fondo de Escala y Cero
Bit Mas Significativo (MSB) : Bit de mayor “peso” (Binario)Bit Menos Significativo (LSB): Bit de menor “peso” (Binario)
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Conversores D/A-A/D - IntroducciónAlgunos conceptos (Códigos Binarios Fraccionarios)
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Conversores D/A
Función de Transferencia del Conversor D/A (3bits)
Tensión Analógica Normalizada de Salida
Número Binario de Entrada (y en Representación Fraccionaria)
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Conversores A/D
Función de Transferencia del Conversor A/D (3bits)
Tensión Analógica Normalizada de Entrada
Número Binariode Salida(En Código y enRepresentaciónFraccionaria)
Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II
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Conversores D/A
D/A Vout
A-GND
Vref (+)
Vref (-)
V-SalidaNormalizada(0[V] a FS[V])
V. de FS[V]
V. de 0[V]
V(+)
V(-)
V-Alim. Circ.Analógicos (+)
V-Alim. CircuitosAnalógicos (-)
D-GND
V-Alim. Circ.Digitales
VccStrobeFijar (Strobe)
Bit 1 (MSB)
Bit n (LSB) Bit n-1
Bit 2Bit 3--------
Bus deDatos
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Conversores A/D
A/DVin
A-GND
Vref (+)
Vref (-)
V-EntradaNormalizada(0[V] a FS[V])
V. de FS[V]
V. de 0[V]
V(+)
V(-)
V-Alim. Circ.Analógicos (+)
V-Alim. CircuitosAnalógicos (-)
D-GND
V-Alim. Circ.Digitales
Vcc SOC EOC Fin Conversión
Inicio Conversión
OE Dato al Bus
(MSB) Bit 1
(LSB) Bit nBit n-1
Bit 2Bit 3
--------
Bus deDatos
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Conversores A/D-D/AConsideraciones sobre las señales
-Tensiones V(+), V(-) y A-GND-Tensiones Vref(+) y Vref(-)-Tensión de Entrada/Salida Vin/Vout
Analógicas
Digitales-Tensiones Vcc y D-GND-Señales SOC, EOC (Ready), OE y Strobe- Bits de Salida/Entrada
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Conversores D/A
Función de Transferencia del Conversor D/A (3bits)
Tensión Analógica Normalizada de Salida
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Características
-Resolución (Bits; Vout(LSB))-Rango de tensión/corriente de Salida-Precisión (Calidad)-Linealidad (Vout en todo Rango)-Estabilidad (temperatura, tiempo)-Precio
Conversores D/A
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Conversores D/A
Numero= CnBn+Cn-1Bn-1+…+C2B2+C1B1+C0B0+C-1B-1+…Binario: Cn: 0 ó 1 ; B=2 B0=1; B1=2; B2=4 ... B-1=1/2 …
Código Binario de Entrada
Tensiónde SalidaTensión de
Referencia(+)Vref (10V)
Conversor D/A Sumador Simple
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Conversores D/A
Conversor D/A Sumador de 8 bits(2 juegos de resistencias iguales mas atenuación)
Código Binario de Entrada
Tensiónde Salida
Vref
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Conversores D/A
Sumadores
-Económico-Simple
Virtudes
Defectos
-Dependencia de la estabilidad de las R-Valores de R muy diferentes al crecerla cantidad de Bits (n) (Diferentes tecnologíasde fabricación. Diferentes estabilidades (R)).
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Conversores D/A
Conversor D/A R-2R
Código Binario de Entrada
Tensión deReferenciaVref (10V)
Tensiónde Salida (= -iR)
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Conversores D/A
Conversor D/A R-2R
Ejemplo: Bit 2=1; Los demás Bits en 0
Circuito Equivalente Final
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R-2R
-Económico-Pocos componentes diferentes -Simple-Confiable
Virtudes
Defectos-Dependencia de la estabilidad de las R
Conversores D/A
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Conversores A/D
Función de Transferencia del Conversor A/D (3bits)
Tensión Analógica Normalizada de Entrada
Número Binariode Salida(En Código y enRepresentaciónFraccionaria)
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Conversores A/DCaracterísticas
-Resolución (Bits; Vint(LSB))-Tiempo de Conversión-Rango de tensión de Entrada-Precisión (Calidad)-Linealidad (Vout en todo Rango)-Estabilidad (temperatura, tiempo)-Cantidad de Canales. Selección, tiempo de adquisición.-Precio
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Conversores A/DIntegrador o de Doble Rampa
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Conversores A/DIntegrador o de Doble Rampa
-Económico-Simple
Virtudes
Defectos-Dependencia de R y C-Tiempo de conversión alto-Tiempo de Conversión Variable
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Conversores A/DContador-Comparador
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Conversores A/DContador-Comparador
-Sin componentes R – C-Tiempo de conversión bajo-Simple (Contadores – Comparadores)
Virtudes
Defectos
-Tiempo de Conversión Variable-Conversión Paralelo/Serie compleja
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Conversores A/DContador-Comparador Servo
Virtudes-Puede seguir a la señal.-Tiempo de conv. mucho menor.
Defectos-Dificultad para lograr EOC.
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Conversores A/DPor Aproximaciones Sucesivas
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Conversores A/DPor Aproximaciones Sucesivas
-Sin componentes R – C-Tiempo de Conversión bajo-Tiempo de Conversión Fijo-Conversión Paralelo/Serie Simultánea
Virtudes
Defectos-Electrónica un poco más compleja-Mayor costo
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Conversores A/DTipo Paralelo
Salidas --- C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1
Vin < 1/16 0 0 0 0 0 0 0
1/16<Vin<3/16 0 0 0 0 0 0 1
3/16<Vin<5/16 0 0 0 0 0 1 1
5/16<Vin<7/16 0 0 0 0 1 1 1
7/16<Vin<9/16 0 0 0 1 1 1 1
9/16<Vin<11/16 0 0 1 1 1 1 1
11/16<Vin<13/16 0 1 1 1 1 1 1
13/16< Vin 1 1 1 1 1 1 1
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Conversores A/DTipo Paralelo (Código Gray)
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Conversores A/DTipo Paralelo
-Sin componentes Capacitivos-Sin Contadores ni Relojes-Tiempo de Conv. extremadamente bajo
Virtudes
Defectos-Electrónica más compleja cuando “n” crece-Mayor costo cuando “n” crece
“Cant. Comparadores = 2n – 1”
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Conversores A/DEjemplo: Analog Devices AD7819
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Conversores A/D-D/AConclusión
-Lugar que ocupan en la Materia-Ingeniería-Como es a nivel de bloques – Señales-Como se comporta – Función de Transferencia-Características – Parámetros – Especificaciones-Diferentes Tipos (Tiempos de Conversión)-Virtudes y Defectos Selección-Interconexión. Sección A – Sección D-Ejemplo de Conversor A/D comercial (AD7819)
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Conversores A/D-D/ABibliografía
CONVERSION NOTES – Daniel Sheingold EditorAnalog Devices Inc.
HOJA TÉCNICA circuito AD7819 – Analog Devices Inc.