Convertidores

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• Convierte una señal analogica en una digital para poder manipularla, almacenarla o procesarla en sistemas digitales

Annotations:

• Toma la señal de entrada analogica, la muestrea y crea un codigo digital correspondiente al nivel de la señal analogican examinada

1. Metodos

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   • Pueden variar segun su exactitud o velocidad En muchos casos se debe mantener el proceso de conversion
   1. Lazo cerrado
      1. Rampa y contador

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         • Exactitud media y velocidad lenta Se compara la entrada con una rampa lineal Limitacion en la linealidad de la rampa, la compesacion de la entrada y la exactitud de frecuencia
         1. Funcionamiento

            Annotations:

            • El contador se restablece a cero. En t1 el pulso inical dispara un generador de rampa lineal y ajusta el dispositivo biestable. La salida Q del biestable aumenta y permite la alimentacion de los pulsos del generador al contador. Mientras la entrada es mayor a la rampa los pulsos se acumularan. Si la rampa es ligeramente mayor, a salida del comparador cambia y restablece el biestable. La salida es proporcional a la entrada analogica.
      2. Rampa Dual

         Annotations:

         • Las no-linealidades se corrigen automaticamente y no se necesita generador de reloj estable. Aplicaciones en Voltimetros
         1. Funcionamiento

            Annotations:

            • Interruptores S1 y S2 desconectados y contador en restablecimiento. S1 se activa para aplicar la entrada analogica. La salida es una pendiente de orientacion negativa, cuando atraviesa el cero cambia para permitir la alimentacion al contador, y llega a la cuenta maxima. Cuando rebasa regresa a cero y S1 conecta S2 con una inclinacion positiva. El contador continua hasta que cruza cero. El tiempo que toma para llegar a cero es proporcional a la entrada.
      3. AproximacionSucesiva

         Annotations:

         • Necesita programador logico, registrador y convertidor a-d
         1. Funcionamiento

            Annotations:

            • Se aplica el bit mas significativo al convertidor, la salida se compara se compara con la entrada analogica. Si el valor es mayor a la entrada se elimina el 1 de ese bit y se coloca el bit inmediato mas significativo para compararlo. El proceso continua hasta que se alcanza un punto de equilibrio cuando es mayor a la salida del convertidor.
   2. Lazo Abierto
      1. Voltaje a Frecuencia

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         • Baja exactitud El voltaje de entrada es controlado por un oscilador
         1. Funcionamiento

            Annotations:

            • EL Oscilador es controlado por voltaje, lo que produce una frecuencia de salida. Proceso Se restablece el contador. La base de tiempo produce un pulso de duracion de tiempo para abrir la compuerta AND Al final del pulso se cierra la compuerta AND. El contenido del contador es proporcional a la señal de entrada
      2. Voltaje a Amplitud de Pulso

         Annotations:

         • El voltaje de entrada analogica controla el ancho de pulso de salida de un dispositivo monoestable
         1. Funcionamiento

            Annotations:

            • Un pulso disparador del circuito activa el dispositivo monoestable. El voltaje de entrada analogica controla el ancho de pulso de salida. El pulso abre la compuerta para permitir contar los pulsos de reloj. Al final el contenido del contador es proporcional a la entrada
      3. Conversion Simultanea

         Annotations:

         • Denominado Metodo Paralelo Porque se determina simultaneamente. Es el mas rapido que existe.
         1. Funcionamiento

            Annotations:

            • Se aplica la entrada analogica a un banco en paralelo de comparadores de voltaje. Cada uno de ellos les corresponde un nivel discreto de voltaje de entrada. Las salidas de los comparadores se convierten en la forma digital. Para una conversion de n bits se calcula (2^n-1) comparadores

Annotations:

• Convierte la señal digital que es mas facil de procesar y la regresa al exterior como salida analogica

1. Tiempo

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   • Intervalo entre la orden de conversion y la aparacion de salida
2. Velocidad

   Annotations:

   • Frecuencia a la cual se realiza la conversion y recuperacion
3. Nivel Cuantico

   Annotations:

   • Parte discreta de la entrada analogica que corresponde a 1 bit de la representacion digital
4. Resolucion

   Annotations:

   • Habilidad para distinguir entre valores adyacentes de la entrada analogica. Esta limitada por el numero de bits de la salida digital, ruido y la no.linealidad.
5. Exactitud

   Annotations:

   • El grado al cual la salida digital es una representacion verdadera de la entrada. Valor +- 0.05% +- 1/2 LSB
6. Precision

   Annotations:

   • Habilidad para repetir mediciones sucesivas.

1. Conversion de 3 bits

   Annotations:

   • Se crea una tabla entre los bits para mostrar las combinaciones posibles y los valores de la salida analogica. A esto se le conoce como monotonicidad
   1. Exactitud

      Annotations:

      • Resulta mayor cuando aumentamos elnumero de bits por convertir
2. Construccion

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   • Usa una red ponderada de resistores y un amplificador operacional sumador
   1. Limitaciones

      Annotations:

      • La gama de resistores necesarios es alta y deben de tener una tolerancia muy pequeña y reaccionar de la misma manera
3. Escalera R-2R
   1. Componentes

      Annotations:

      • Componentes Discretos y escalera R-2R