MARCO TEORICO. TEORIA BASICA DE CONVERTIDORES DIGITALES ANALÓGICOS INTRODUCCIÓN:
El desarr desarroll ollo o de los microp micropro roces cesador adores es y proces procesador adores es digita digitales les de señal señal (DSP), (DSP), ha permit permitido ido reali realizar zar tareas tareas que durant durante e años años fuero fueron n hechas hechas por sistemas electrónicos analógicos. Por otro lado, como que el mundo real es anlogo, una forma de enlazar las !aria"les analógicas con los procesos digitales es a tra!#s de los sistemas llamados con!ersores de analógico $ digital (%D&$ %nalogue to Digital &on!erter) y con!ersores digital $ analógico (D%& (D%&$$ Digi Digita tall to %n %nal alog ogue ue &on! &on!er erte ter) r).. El o"'e o"'eti ti!o !o "si "sico co de un %D %D& & es transformar una señal el#ctrica anloga en un nmero digital equi!alente. De la misma forma, un D%& transforma un nmero digital en una señal el#ctrica anloga. En la mayora de los sistemas electrónicos resulta con!eniente efectuar las funciones de regulación y control automtico de sistemas mediante t#cnicas digi digita tale les, s, sin sin em"ar "argo en mucho uchos s de los los caso asos la seña señall disp dispo oni"l ni"le e normalmente es analógica, ya que son muchos los transductores que poseen su salida el#ctrica analógica, correspondiente a la magnitud medida, como pueden ser las señales de audio, de !ideo, los puentes de medición, las celd celdas as e*ten *tensi siom om#t #tric ricas as,, los los term termop opr res es,, etc. etc.,, esto esto o"li o"liga ga a tene tenerr que que efectuar una con!ersión analógica digital, las señales digitales minimizan adem adems s la dist distor orsi sión ón prod produc ucid ida a por por las las imper imperfe fecc ccio ione nes s del del sist sistem ema a de transmisión, por otro lado puede ser necesario actuar analógicamente so"re un controlador ó algn elemento de control +nal, ó se de"e efectuar una representación analógica so"re un registrador, un monitor, papel, etc. lo que o"liga a realizar la con!ersión in!ersa, digital analógica, se hace necesario disponer de elementos capaces de efectuar esta con!ersión en uno u otro sentido, con caractersticas de !elocidad y precisión adecuadas a cada caso.
LOS CONVERTIDORES DIGITALES ANALÓGICOS DEFINICIÓN:
-n con! -n con!er erti tido dorr Digi Digita tal l%n %nal alóg ógic ico o (D% (D%&), &), es un elem elemen ento to que que reci" eci"e e información de entrada digital, en forma de una pala"ra de n "its y la
transforma a señal analógica, cada una de las com"inaciones "inarias de entrada es con!ertida en ni!eles lógicos de tensión de salida. -n con!ertidor digital analógico trans+ere información e*presada en forma digital a una forma analógica, para u"icar la función de este dispositi!o con!iene recordar que un sistema com"ina y relaciona di!ersos su"sistemas que tra"a'an diferentes tipos de información analógica, como son/ magnitudes el#ctricas, mecnicas, etc,.. lo mismo que un micrófono, un gra+cador, o un motor y estos de"ern interactuar con su"sistemas que tra"a'an con informaciones digitales, como una computadora, un sistema lógico, un sistema con microprocesador, con microcontrolador o con algn indicador num#rico.
CONVERSIÓN BÁSICA DE SEÑALES
-n transductor permite relacionar las señales del mundo real y sus anlogas el#ctricas. Para compati"ilizar la información con un sistema digital, se requiere de con!ertidores de datos del tipo %D& o D%&, segn corresponda. El diagrama de "loques de la 0ig.1 muestra la secuencia desde que la !aria"le fsica entra al sistema hasta que es transformada a señal digital (código "inario). Para dicha señal ingrese al con!ertidor anlogo $ digital, #sta de"e ser muestreada, es decir, se toman !alores discretos en instantes de tiempo de la señal anloga, lo que reci"e el nom"re de sampling. 2atemticamente es el equi!alente a multiplicar la señal anloga por una secuencia de impulsos de periodo constante. &omo resultado se o"tiene un tren de impulsos con amplitudes limitadas por la en!ol!ente de la señal analógica.
APLICACIONES DE LOS DAC’S
3as aplicaciones ms signi+cati!as del D%& son/ •
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En instrumentación y control automático, son la "ase para implementar diferentes tipos de con!ertidores analógico digitales, as mismo, permiten o"tener, de un instrumento digital, una salida analógica para propósitos de gra+cación, indicación o monitoreo, alarma, etc. El control por computadora de procesos ó en la experimentación, se requiere de una interface que trans+era las instrucciones digitales de la computadora al lengua'e de los actuadores del proceso que normalmente es analógico. En comunicaciones, especialmente en cuanto se re+ere a telemetra ó transmisión de datos, se traduce la información de los transductores de forma analógica original, a una señal digital, la cual resulta ms adecuada para la transmisión. CARACTERISTICAS DE LOS DAC.
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE LOS CONVERTIDORES.
3as caractersticas "sicas que de+nen un con!ertidor digital analógico son en primer lugar, su resolución que depende del nmero de "its de entrada del con!ertidor, otra caracterstica "sica es la posi"ilidad de con!ersión unipolar ó "ipolar, una tercera caracterstica la constituye el código utilizado en la información de entrada, generalmente los con!ertidores digitales analógicos operan con el código "inario natural ó con el decimal codi+cado en "inario (4&D), el tiempo de con!ersión es otra caracterstica que de+nen al con!ertidor necesario para una aplicación determinada, y se de+ne como el tiempo que necesita para efectuar el m*imo cam"io de su tensión con un error mnimo en su resolución, otras caractersticas que de+nen al con!ertidor son/ su tensión de referencia, que puede ser interna o e*terna, si es e*terna puede ser !ariada entre ciertos mrgenes, la tensión de salida !endr afectada por este factor, constituy#ndose #ste a tra!#s de un con!ertidor multiplicador, as mismo de"er tenerse en cuenta, la tensión de alimentación, el margen de temperatura y su tecnologa interna. CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS
1. Resolución 5 E*presada en unidades de tensión, depender del escalón tomado como referencia con respecto a los ni!eles de tensión dado por
el nmero de "it, por e'emplo, con n "it, ha"r 6n ni!eles de tensión. En la prctica corresponde el !alor de un 3S4 ("it menos signi+cati!o).
6. La linealidad integral y el de linealidad diferencial: %nalizando la gr+ca de transferencia entrada$salida en el caso ideal, el resultado es una lnea recta formada por los puntos de transición de los !alores de entrada que determinan cam"ios de ni!el en la salida. 2ientras ms se a'uste el comportamiento real a esta recta, ms preciso se considera al con!ertidor (!er 0ig. 7).
8. Monotonicidad 5 -n con!ersor es monotónico cuando un incremento de tensión en la entrada le corresponda un incremento en la salida, y para una disminución de la entrada, el correspondiente descenso. Si un con!ertidor no es monotónico, el resultado es la p#rdida del código. Si para una determinada com"inación de "it no hay un aumento en función de un incremento de la entrada, sino un descenso, se identi+car el !alor analógico con el código que !iene a continuación lo que pro!oca la no monotonicidad.
9. Velocidad: En algunas aplicaciones, es necesario disponer de un con!ertidor capaz de tratar señales de ele!ada frecuencia. Siempre es importante disponer de una !elocidad de muestreo que garantice la con!ersión de forma correcta, teniendo en cuenta el teorema de muestreo, segn el cual la frecuencia de muestreo de"e ser, como mnimo el do"le que el ancho de "anda de la señal muestreada para que sea posi"le su digitalización. &omo es lógico, la rapidez del con!ersor depende tam"i#n del nmero de "its a la salida. Caracter!t"ca! D"#$%"ca!
1. :iempos de con!ersión5 Es el tiempo desde que se aplica la señal a con!ertir hasta que la señal (anloga o digital) est# disponi"le en la salida. Esto se determina de acuerdo a la ecuación (8.).
6. Tiempo de adquisición: En el caso de con!ersores %nlogo$Digital, es el tiempo durante el cual el sistema de muestreo y retención (Sample ;
8. :iempo de asentamiento5 Es el inter!alo de tiempo entre la señal de retención y el de+niti!o asentamiento de la señal (dentro de la "anda de error especi+cada).
"i"liogra+as http5proton.ucting.udg.m*=red"ladePaginas:areasPracticas>6?de >6?@nstrumentacionE3>6?&ABCE:@DA>6?D@@:%3>6?%B%3 >D8@&A.htm http5quidel.inele.ufro.cl='huircanPD0F&:AS@@ad?8.pdf