UNIVERSIDAD PEDAGGICA Y TECNOLGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE
INGENIERA
ESCUELA DE INGENIERA ELECTRNICA MEDIDAS ELCTRICAS 8108680
Ing. EDWARD WILDER CARO ANZOLA E-MAIL:
[email protected]
1
GUA DE LABORATORIO N3 SISTEMAS DE MEDICIN DIGITALES CONVERSION
A/D - D/A
INTRODUCCIN
Si bien es cierto, las seales que se tienen en el mundo real
poseen caractersticas anlogas, en
ocasiones se requiere un tratamiento especial de la seal de
informacin haca parmetros como
corrientes o voltajes codificados o bajo un formato especfico,
caso que ocurre cuando se usan sistemas
de adquisicin y procesamiento digitales; dichos sistemas poseen
un tipo de escritura basada en
representaciones binarias que como lenguaje poseen informacin
codificada en forma de bits, esta forma
de estructura facilita los procesos de trabajo lgico-matemtico
en unidades de proceso llamados
microprocesadores que en conjunto con dispositivos perifricos
permiten generar procesos eficientes de
manipulacin de los datos.
Es por ello que se busca llevar las seales del mundo anlogo al
digital mediante la transformacin de
variables medibles a cdigos definidos bajo un estndar (por
ejemplo la lgica TTL); dicha transformacin
se realiza mediante Conversores Analgico a Digital o ADCs que
mediante diversas tcnicas obtienen la
seal analgica, la muestrean y la organizan en un cdigo binario
de longitud N y resolucin 2N. El
proceso contrario lo realizan los Conversores Digital a Analgico
(DACs) que recogen energa
procedente de cada bit en un cdigo binario y mediante suma de
alguna de sus componentes,
especialmente corriente, genera un escaln de salida proporcional
a cada cambio de estado en el cdigo.
Dicho cdigo digital tiene propiedades que le permiten
manipulaciones directas con software y hardware
definido para registro, procesamiento, tratamiento
lgico-matemtico, transmisin-recepcin,
visualizacin, simulacin y deteccin de error superiores a las que
se obtienen con sus contrapartes
anlogas, por ello son utilizadas en la construccin de
instrumentos de medida y mquinas
microprocesadas.
OBJETIVOS DE LA PRCTICA
Determinar los usos prcticos de los sistemas ADC y DAC en
procesos de instrumentacin y
control de procesos.
Disear sistemas de conversin funcionales con elementos discretos
definiendo as fortalezas y
falencias en implementaciones ms complejas.
Acondicionar seales en funcin a las necesidades de tratamiento
de seales digitales.
Determinar factores como resolucin, rango dinmico,
requerimientos de energa y errores en
sistemas ADC y DAC.
Investigar sobre nuevas tendencias tecnolgicas para la
fabricacin de sistemas de conversin.
Observar la funcionalidad de los dispositivos de conversin en
instrumentos de medida.
MATERIALES Y EQUIPOS
1. Circuito integrado ADC 0808.
2. Circuito integrado DAC 0808.
3. Circuito integrado ICL 7107.
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4. Resistencias y condensadores de diferentes valores.
5. Potencimetro de 10 k.
6. Diodos LED.
7. (3) Display 7 segmentos nodo comn.
8. Protoboard y cables de conexin.
9. Multmetro digital.
10. Fuente DC.
EJERCICIOS TERICOS
1. Defina los siguientes conceptos:
a. Teorema de muestreo.
b. Ruido de cuantizacin.
c. Operacin de retencin.
d. Resolucin del conversor.
e. Rango dinmico.
f. Error de cuantizacin.
2. Investigue en qu consiste cada uno de los siguientes
dispositivos ADC:
a. De aproximaciones sucesivas.
b. De seguimiento (tracking).
c. De integracin de doble pendiente.
d. Tipo flash.
e. Tipo delta-sigma.
EJERCICIOS PRCTICOS
1. Utilizando el siguiente esquema que hace referencia a un
conversor D-A de sumas ponderadas,
mida los valores de voltaje para cada combinacin de entrada en
los cuatro primeros bits de
entrada (V0 a V3) colocando el resto a 0; construya la tabla de
valores respectiva y grafique
cada estado de forma que se obtenga la rampa de conversin.
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2. Utilizando el siguiente esquema que corresponde a un
conversor D-A tipo R-2R, obenga la
seal de salida para 8 bits; grafique la seal.
3. Utilizando el datasheet del circuito integrado ADC 0808,
configure la entrada A0 (IN0) para
recibir los datos de un potencimetro de 10 k conectado a un
divisor de tensin; utilice una
seal de reloj desde un circuito integrado 555 con una frecuencia
de 1 kHz; las salidas D0 a D7
deben conectarse a diodos LED en forma de drenaje para evitar
calentamiento o prdida de
corriente en el circuito ADC. Utilice como nica fuente 5 V DC.
Registre en una tabla los valores
de salida binaria para cada 250 mV de cambio en la entrada de
voltaje del ADC.
4. Utilice el datasheet del circuito integrado DAC0808 para
configurar el circuito de tal forma que
se adapte al circuito de la prctica N3 y permita reconvertir la
seal del potencimetro.
5. Implemente el siguiente circuito con el conversor ADC
(ICL7107); determine los posibles usos
del circuito en la medicin de seales diferentes a las de
voltaje.
