Tema 3 Acondicionamiento de Señales

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Instrumentación electronica

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  • 1Tema 3 .- Acondicionamiento de seales.

    2

    Sistema de medida:

    Finalidad: Obtener informacin sobre un proceso fsico y presentar la informacin de forma adecuada.

    Observador o sistema de control (Instrumentacin de medida, instrumentacin de control).

  • 3Funciones de un sistema de medida:

    Adquisicin de datos: Obtener informacin de las variables y transformarla en una seal elctrica.

    Procesamiento de datos: Tratamiento de la informacin.

    Distribucin de datos: Suministro del valor medido a un observador, a un sistema de almacenamiento o a otro sistema.

    4

    Adquisicin de datos:

    Sensor: Convierte al variable a medir en una seal elctrica.

    Acondicionamiento: Adecua la seal de salida del sensor a la etapa posterior de procesamiento. Consiste en realizar alguna de las siguientes funciones bsicas:

    Amplificacin: Incrementar el nivel de la seal..

    Filtrado: Eliminar componentes de la seal no deseadas.

    Linealizacin: Obtener una seal de salida que vare linealmente con la variable a medir.

    Modulacin / Demodulacin: Modificar la forma de la seal de salida del sensor.

  • 5Amplificacin.

    6

    Una de las primeras tareas a realizar por el acondicionador de seal, ser amplificar las dbiles seales entregadas por el transductor, hasta niveles utilizables por el resto de la cadena de medida. El amplificador de seales que realice esta tarea ser, por lo tanto, un componente crtico (y fundamental) del sistema de instrumentacin.

    Razones para la amplificacin:

    Si las seales son dbiles es preciso amplificar cuanto antes, para que el efecto delruido sea menos importante.

    Tambin conviene amplificar la seal de salida del sensor para ajustar el rango de seal al de entrada del ADC para incrementar as la resolucin y la sensibilidad.

  • 7 A/D

    Seal de 10 mV. Resolucin: 16 bits Rango: 10 V

    N1 Niveles de resolucin (N1

  • 9Otros tipos de amplificadores:

    Amplificadores logartmicos y antilogartmicos.

    10

    Amplificadores logartmicos y antilogartmicos.

    Is : Corriente inversa de saturacin .: cte emprica, (transistores 1, diodos : 1,3 1,6)k : cte de Boltzman = 1,38 10 23 J/K.q: carga del electrn = 1,6 10 19 Culombios.T : temperatura absolutaV: Tensin de polarizacin.

    1TV

    V

    s eII

    qkTVT

    En una unin:

    En la unin base emisor:

    1T

    BEVV

    ESE eII

    En la zona de polarizacin directa: TBEVV

    ESE eII Para un transistor NPN, directamente polarizado, en base comn: EECBoEC IIIII

    ES

    CT

    ES

    ETBE

    VV

    ESE IIV

    IIVVeII T

    BE

    lnln

  • 11

    ES

    inTo

    ES

    CTBE IR

    VVVIIVV lnln

    Dependencia con la temperatura a travs de VT e IES

    ref

    inTb V

    VVV ln

    oTC

    TCb VRR

    RV2

    ref

    inT

    TC VVV

    RRV ln1 20

    ES

    refTab

    ES

    inTa IR

    VVVV

    IRVVV

    11

    ln;ln

    Amplificador logartmico:

    ref

    in

    ref

    inT

    TC VVk

    VVV

    RRV loglog130258,2 **20

    **k

    Vin R VO

    Vin R1

    T1

    VO

    VREF

    R1

    T2 R2

    RTC

    Va

    Vb

    12

    Amplificador antilogartmico:

    ref

    oTb V

    VVV ln

    inTC

    TCb VRR

    RV2

    inVkrefVV

    *

    100

    ES

    refTab

    ESTa IR

    VVVV

    IRVVV

    11

    0 ln;ln

    inTC

    TC

    Tref

    o VRR

    RVV

    V2

    1ln

    inTC

    TC

    Tref

    o VRR

    RVV

    V2

    130258,2

    1log

    R1

    T1

    VO

    VREF

    R1

    T2

    RTC R2VIN

    Va

    Vb *k

  • 13

    LINEALIZACION

    14

    Transductor M Linealizador VT Vo

    )(1 MfVT )(2 To VfV

    112122 )()( ffMMffVfVMV Too Transductor

    M

    Linealizador

    VT Vo VT

    VT M

    Vo

    VT

    M

    VT = f1(M) Vo = f1-1(VT)

    Vo = M = f1-1(VT)

  • 15

    Linealizacin analgica:

    VT

    Vo

    V1 V2

    Segm. 1

    Segm. 2

    Linealizacin mediante tramos rectos:

    Generadores de tramos rectos.

    16

    Vo Vref

    R 1

    R 1

    R 2

    -Vin

    Vo

    Vin

    Vref R 1

    R 1

    R 2

    m = -R2/R1 -Vref (R2/R1) (Vref >0)

    -Vref (R2/R1) (Vref < 0)

    Vo

    Vin

    1

    2

    1

    20 R

    RVRRVV refin

    1

    2

    1

    20 R

    RVRRVV refin

    m = R2/R1

    -Vref (R2/R1) (Vref > 0)

    -Vref (R2/R1) (Vref < 0)

    Vo

    Vin

  • 17

    Circuitos selectores:

    Introducir en el lazo del A. operacional para compensar la cada directa en los diodos.

    Las entradas Vi seran las salidas de los generadores de tramos.

    V1

    V2 Vo

    - V

    R

    V1

    V2Vo

    + V

    R

    18

    R3

    Vo

    R4

    R

    - V

    Vin

    R3

    R1

    R2

    R

    R1

    Vref2 ( >0 )

    Tramo 2

    Tramo 1

  • 19

    Tramo 2:

    Tramo 1:

    3

    4

    3

    4202 R

    RVinRRVrefV

    1

    201 R

    RVinV

    3241

    4121 RRRR

    RRVrefV

    Suponiendo que:1

    2

    3

    4

    RR

    RR

    El amplificador del tramo cuyo diodo no conduce se encuentra en saturacin negativa.

    Vin

    Vo

    V1

    VO2

    VO1

    20

    1.- Linealizacin mediante curvas de segundo grado:

    Linealizacin empleando mdulos operadores analgicos:

    Multiplicadores y divisores analgicos.

    Amplificadores logartmicos y antilogartmicos.

    Circuitos multifuncin.

    P1

    P2 P3

    Vo

    VT

    CBVAVV TT 20Mediante tres puntos se determinan A, B y C.

    VT

    Vref1 = B

    Vref2 = C

    Vo

    + +

    + + A

  • 21

    2.- Empleo de las capacidades de generacin de curvas no lineales mediante circuitos multifuncin:

    m

    X

    ZYo EEEE

    Ex, Ey, Ez: entradas, m puede ser mayor, menor o igual a uno.

    Ex = Ey = 10, Ez entrada

    22

    Linealizacin digital:

    Cuando la funcin a generar es ms compleja, o tal vez discontinua, puede realizarse un generador de seales mediante un convertidor A/D, otro D/A y una memoria ROM.

    La seal de entrada (salida del sensor) se aplica a la entrada del convertidor A/D, cuyo cdigo digital de salida se utiliza como direccin de una posicin de memoria. La informacin de esta posicin se lleva al convertidor D/A para que produzca la salida deseada.

    Convertidor A/D Direcciones ROM Datos

    Convertidor D/A

    VT VO

  • 23

    VO

    VT

    Con la programacin adecuada puede generarse casi cualquier funcin. Su precisin depender de la resolucin de los convertidores A/D y D/A.

    Otras tcnicas: se utilizan las capacidades de clculo de dispositivos o sistemas digitales para generar las funciones racionales, polinmicas, etc., deducidas mediante tcnicas habituales de ajuste o interpolacin de curvas.

    24

    Filtrado:

    Filtrado analgico.

    Filtrado digital.

    FILTROf1 f2 f1 f2

    vi vo

    Am

    plitu

    d

    Am

    plitu

    d

    Espectro de entrada Espectro de salida

    ff

    vi vo

  • 25

    Funcin de transferencia sinusoidal G(jw): Permite obtener las caractersticas de respuesta de frecuencia de un sistema.

    Diagramas de Bode: Representacin de la funcin de transferencia sinusoidal mediante dos diagramas:

    Mdulo y Argumento en funcin de la frecuencia.

    wA wB wC wD

    w

    20 log G(jw) db

    20

    0

    - 20

    - 40

    wA ; Amplitud de salida = Amplitud de entrada 10wB ; Amplitud de salida = Amplitud de entrada 1wC ; Amplitud de salida = Amplitud de entrada 0,1wD ; Amplitud de salida = Amplitud de entrada 0,01

    jwsww

    ww

    sGjwGjwGArg

    twsenjwGVtytwsenVtx

    )()(;)((

    )()()()()(

    1

    11111

    G(s) x (t) y (t)

    26

    1)(0)(log20

    1)(0)(log20

    1)(0)(log20

    jwGjwG

    jwGjwG

    jwGjwG

    20 log |G(jw)|

    w

    20 log |G(jw)|

    w

    20 log |G(jw)|

    w

  • 27

    Frecuencia de acodado del filtro y pendiente:

    Distinta frecuencia de acodado e igual pendiente.

    Igual frecuencia de acodado y distinta pendiente.

    wA w

    20 log G(jw)

    wA w

    20 log G(jw)

    28

    Filtros pasivos: Emplean componentes pasivos R, L y C.

    R

    C Vi Vo

    TsRCsCsRCs

    sVsV

    i

    o

    11

    11

    11

    )()(

    1/T

    w

    - 20 db/dec

  • 29

    R

    C Vi Vo

    L

    L

    CRLC

    w

    wswsw

    CsLsRCs

    sVisV

    n

    nn

    no

    2;1

    211

    )()(

    22

    2

    30

    Filtros activos: Emplean exclusivamente resistencias, condensadores y amplificadores operacionales.

    Estructuras:

    Sallen-Key

    Realimentacin mltiple

  • 31

    Variables de estado.

    32

    De acuerdo con la funcin que realizan:

    Filtros paso bajo.

    Filtros paso alto.

    Filtros paso banda

    Filtros de rechazo de banda

  • 33

    Segn la aproximacin matemtica realizada:

    t

    Bessel

    ChebyshevButterworth

    io vv

    Bessel

    Chebyshev

    Butterworth

    0,1 1 10

    10

    0

    -10

    -20

    -30

    -40

    -50

    -60

    RC

    Frecuencia normalizada (f / fc )

    |H | (dB)

    34

    Acondicionadores para sensores resistivos:

    Sensores resistivos:

    Ro : Resistencia nominal del sensor ; R: Variacin experimentada en respuesta a una magnitud medida. El margen de variacin vara mucho segn el tipo de transductor.

    Medidas por deflexin y por comparacin.

    RRR o

    Potencimetros:Resistencia nominal Rn y longitud de desplazamiento mximo l.

    SlRn

    xRllR

    SlR nn 111

    xRlllR

    SllR nn 1)()( 112

    x: fraccin del desplazamiento recorrido. llx 1

    l1 0

    l R1

    R2 Rn

  • 35

    )1(;

    1)1(1)1()1(

    )1()1(

    xRRk

    k

    V

    kxxxV

    RxxRRxVV

    n

    m

    mn

    mm

    36

  • 37

    Errores debidos al cableado:

    hn

    nhm RR

    xRRVV2

    )1(

    Error de cero y error de sensibilidad

    1-x 1 0

    Vm

    V

    38

    Medida de cuatro hilos:

    hn

    nm RR

    xRVV2

    )1( Se elimina error de cero.

    1-x 1 0

    Vm

    V

  • 39

    Aplicacin a termistores:

    TB

    T eAR

    V RT

    R Vs

    Comportamiento no lineal. No obstante, este comportamiento no lineal puede linealizarse, hasta cierto punto, mediante un divisor de tensin.

    TT RRRTFconTF

    VVs

    RRRVVs )(),(

    Pretendemos linealizar la relacin F(T) seleccionado adecuadamente R (Si F(T) es lineal con T, tambin lo ser la salida Vs).

    40

    TBT

    T

    eARRRRTF /;)( F(t)

    t

    1

    A

    Para un valor concreto de R se obtiene la grfica de la figura.

    Curva en forma de s, con un punto de inflexin y una zona central lineal.

    El objetivo es encontrar un valor de R que proporcione una linealidad ptima en el margen de temperatura de inters. Un mtodo analtico para determinar R es hacer coincidir el punto medio de nuestro margen de medida, Tc, con el punto de inflexin de la curva.

    Como la condicin de punto de inflexin implica la anulacin de la segunda derivada en ese punto:

    Tcc

    c RTBTBR

    22

    Siendo RTc la resistencia del termistor en el punto central del rango de medida

  • 41

    RRs To

    42

    Anlogamente, si ponemos R en paralelo con el termistor, la resistencia equivalente ser:

    RRRRR

    T

    Tp

    TRRRTF )(

    )(1 TFRRp

    Si en el margen de temperaturas de inters F(T) es lineal, tambin lo ser [1-F(T)] y Rpvariar linealmente con la temperatura.

  • 43

    Puente de Wheatstone:

    Medidas por comparacin:

    En el equilibrio:

    Se valora la accin necesaria para restablecer el equilibrio en el puente.1

    423 R

    RRR

    Ro : Resistencia nominal del sensor ; x: Variacin relativa de su resistencia.oRRx

    44

    Medidas por deflexin:

    41324231

    RRRRRRRRVVs

    Para tener una salida nula cuando x=0:0

    2

    4

    1

    RR

    RRk

    11 kxkkxVVs

  • 45

    11 kxkkxVVs

    La sensibilidad ser:)1)(1(3 kxkR

    kRVS

    o

    s

    La sensibilidad ser mxima para: xk 12

    La tensin de salida slo es proporcional a los cambios de la resistencia del sensorcuando se cumple que x

  • 47

    Diversas configuraciones del puente:

    48

    Linealizacin de puentes de medida:

    RR

    RR

    VrefGVo

    214

    Si R 0:RRVrefGVo

    4

    RRRIGVo

    414

    R+R

    R

    Vo

    G

    R

    R

    I

    R+R

    R

    Vo

    G

    R

    R

    Vref

  • 49

    RIGVo 2

    s

    R

    RVI

    R+R

    R+R Vo

    G

    R

    R

    I

    VR

    R+R R

    Vo

    G

    RS

    R R+R

    50

    RR

    RR

    VrefGVo

    214

    Hacer que Vref vare proporcionalmente al denominador

    RiRfk

    RRkG

    RRRR

    VrefGVo

    ;

    4214

    RRVrefGVo

    GRiRfk

    42

    Vref

    R

    R

    R

    R+R

    G Vo

    Rf Ri

    R+R

    R

    Vo

    G

    R

    R

    Vref

  • 51

    RRRIGVo

    414

    Hacer que I vare proporcionalmente al denominador

    GRRRR

    RVrefRRGVos 1

    1

    1

    4

    1

    sRRVrefGVoRGR

    41

    R

    R R+R

    R

    G Vo

    R1

    Rs

    Vref.

    R+R

    R

    Vo

    G

    R

    R

    I

    52

    Circuitos de medida para sensores capacitivos e inductivos:

    Bsicamente son los mismos para ambos tipos de transductores. Nos limitaremos a los sensores capacitivos.

    Convertir la variacin de la capacidad en una tensin, una frecuencia o una modulacin.

    La seal de excitacin ha de ser alterna.

    Para sensores capacitivos, las capacidades que se manejan estn comprendidas entre 0,1 y 500 pF lo que obliga a trabajar a frecuencias elevadas para tener impedancias manejables (normalmente por encima de 100 kHz).

    Respecto a la forma de onda, normalmente es senoidal especialmente a frecuencias elevadas. La ventaja respecto a otros tipos de onda, por ejemplo cuadrada, es la menor generacin de interferencias o menores efectos de limitacin del slew rate del amplificador.

  • 53

    La resistencia R permite la circulacin de las corrientes de polarizacin del A. operacional y debe ser mucho mayor que la impedancia del sensor a la frecuencia de excitacin.

    Amplificador de alterna.

    2

    1

    1

    2

    1

    1

    )()(

    CC

    sC

    sCsVsVo

    54

    xAC

    Puede obtenerse una salida lineal con la variacin del rea de las placas siendo C1 la capacidad que experimenta la variacin del rea y C2 una capacidad de referencia.

    Puede obtenerse una salida lineal con la distancia de separacin entre placas, siendo ahora C1 el condensador de referencia y C2 la capacidad que experimenta la variacin de la distancia entre placas.

    Presenta problemas de estabilidad y no es la solucin ms adecuada.

    )( wxAd

    C

    x

    placamvil

    placafija

    d

    xw A

  • 55

    Puentes de alterna.

    Como los que analizamos en sensores resistivos pero con alimentacin alterna.

    Si Z1=Zo(1+x), Zo=Z2=Z3=Z4

    La salida no es lineal con x..

    )2(20 xxVV e

    Si empleamos un sensor diferencial: Z1=Zo(1+x), Z2=Zo(1-x), Zo=Z3=Z4

    20xVV e

    La salida es lineal con x. Por otra parte las variaciones en ambos sensores (por ejemplo debidas a cambios en la temperatura) se cancelan entre s, de ah que esta opcin sea una de las ms atractivas para sensores diferenciales.

    56

    La eleccin de los brazos del puente, no ocupados por el sensor, se hace en funcin de la naturaleza de ste.

    Si el sensor es inductivo diferencial, impedancia baja o media, se pueden emplear brazos resistivos.

    Si es capacitivo, impedancia elevada, si se empleasen brazos resistivos, los errores debidos a impedancias parsitas pueden ser importantes (pueden tener valores de impedancia similares o menores que los de las resistencias), por lo que en estos casos se utiliza un puente con dos brazos inductivos acoplados y con una toma media a masa Puente de Blumlein o con transformador.

  • 57

    1 2o

    1 2

    C CVV2 C C

    La salida es lineal con el desplazamiento.

    xdAC

    xdAC

    2

    1Si

    dxVVo

    2

    Puente de Blumlein.

    58

    Oscilador de frecuencia variable.

    El sensor forma parte de un circuito oscilador, por lo que sus variaciones provocan una modificacin de la frecuencia de oscilacin.

    Problemas debidos a capacidades parsitas. Precisin y estabilidad de la resistencia R.

    11.4OSC

    fRC

  • 59

    Demodulador sncrono:

    El demodulador sncrono se comporta como un rectificador de doble onda, realizando la rectificacin en sincronismo con la seal de excitacin.

    En el primer semiciclo, el valor de la seal de excitacin es superior a un nivel de referencia y el demodulador opera como un rectificador inversor. Durante el segundo, la excitacin es inferior a la referencia y se comporta como un seguidor de tensin.

    El filtro paso bajo elimina las frecuencias de portadora.

    La amplitud de la seal rectificada y filtrada informa de la magnitud del desplazamiento y su polaridad del sentido de dicho desplazamiento.

    60

    Otros sistemas complementarios: Referencias de tensin. Fuentes de corriente.

  • 61

    Introduccin:

    Concepto de fuente de tensin y fuente de corriente.

    Referencia de tensin.

    Dispositivos electroqumicos Dispositivos semiconductores. Referencias de tensin y reguladores de tensin.

    Parmetros caractersticos:

    Regulacin de lnea: representa la habilidad del circuito para mantener la tensin de salida prescrita frente a variaciones en la tensin de entrada.

    i

    oo

    i

    o

    VVVRL

    VVRL

    /100

    Normalmente mV/V.

    (%/V.)

    62

    Regulacin de carga: representa la habilidad del circuito para mantener la tensin de salida prescrita frente a variaciones en la corriente absorbida por la carga.

    Normalmente mV/mA.

    (%/mA.)L

    oo

    L

    o

    iVVRC

    iVRC

    /100

    Coeficiente de temperatura de la tensin de salida: representa la habilidad del circuito para mantener la tensin de salida prescrita frente a variaciones en la temperatura.

    Normalmente mV/C.

    (ppm /C)TVVVTC

    TVVTC

    ooo

    oo

    /10)(

    )(

    6

  • 63

    Estabilidad a largo plazo (deriva temporal): representa la habilidad del circuito para mantener la tensin de salida prescrita con el tiempo.

    Normalmente mV/Kh.

    (ppm /Kh)horasVVDt

    horasVDt

    oo

    o

    1000/10

    10006

    Referencias basadas en zener:

    VO

    Rs

    +

    -

    Vi Carga

    IL

    64

    En la zona de funcionamiento habitual: ZZZKZZZOZ rIVrIVV

  • 65

    Modelo aproximado del zener.

    zs

    szL

    zs

    szk

    zs

    zio rR

    RrirR

    RVrR

    rVV

    zs

    z

    rRrRL

    zs

    sz

    rRRrRC

    VO

    Rs +

    -

    Vi Carga

    IL

    rz

    Vzk

    66

    Circuito de zener autorregulado:

    Zo VRRV

    1

    21

    21

    1

    RRRA

    ZRC o

    Zo impedancia de salida, A ganancia en lazo abierto del A.

    Operacional

    La regulacin de lnea depende de la Relacin de rechazo de la alimentacin del A. Operacional

    VO

    R1 R2

    R3

    Vi

  • 67

    Circuito autorregulado con arranque.

    VO

    R1 R2

    R3

    R4 Vi

    68

    Coeficiente de temperatura de un diodo zener:

  • 69

    Diodos zener compensados en temperatura: Dos dispositivos con igual coeficiente de temperatura pero de signos opuestos.

    Coeficiente de temperatura de un diodo: - 2mV/C.

    Coeficiente de temperatura de Vz 0.

    Referencias estabilizadas en temperatura: Mejora del acoplamiento de ambos TC manteniendo constante la temperatura.

    Temperatura por encima de la ambiente (En LM399: 90 C).

    Consumo (En LM399: 300 mW a 25C, disminuyendo al aumentar la temperatura ambiente)..

    TC0 Iz Vz

    70

    Los diodos zener compensados en temperatura ofrecen tensiones superiores a 6V. Dificultades en sistemas con bajas tensiones de alimentacin.

    VO

    Rs

    6,95 V

    Vi

    LM399

  • 71

    Referencias gap: Se trata de compensar el TC negativo de la tensin base emisor con el TC positivo derivado de VT.

    72

    CamVV 256303

    CmV

    dTdV

    11.23

  • 73

    Fuentes de corriente:

    74

    Reguladores de corriente de propsito general y baja potencia: Configuracin no inversora.

    Vref

    Rs RL

    IL IL

    S

    refL RV

    I

    IL independiente de RL

    Limitaciones:

    Rango mximo de tensin en RL.

    Rango mximo de IL.

    Si Vref es variable: Fuente de corriente controlada en tensin.

    IL puede tener cualquier polaridad dependiendo de la de la tensin de entrada.

    1

    Rs

    Vref IL

  • 75

    Reguladores de corriente de propsito general y baja potencia: Configuracin inversora.

    S

    ininL R

    EII

    IL independiente de RL

    Limitaciones:

    Rango mximo de tensin en RL.

    Rango mximo de IL.

    Si Vref es variable: Fuente de corriente controlada en tensin.

    IL puede tener cualquier polaridad dependiendo de la de la tensin de entrada.

    Ein Rs RL

    IL Iin

    76

    Reguladores de corriente con salida reforzada: Limitaciones de corriente en A. Operacionales Amplificadores de mayor potencia o reforzar mediante transistores.Configuracin no inversora.

    11 RVII aL

    IL independiente de RL

    Si Va es positiva conduce T1 y si es negativa lo hace T2. Si solo se opera con una polaridad puede prescindirse de uno de los transistores.

    IL puede tener cualquier polaridad dependiendo de la de la tensin de entrada.

    R1

    Va

    -V

    +V RL

    IL I1

    T1

    T2

  • 77

    Configuracin inversora.

    31

    2

    33 RR

    RERVI ina

    Para que la corriente de entrada I1 sea diferente de la de carga IL se emplea el mtodo de la multiplicacin de corriente.

    2121

    21 RREV

    RV

    REII inaain

    R1 Ein

    R4

    -V

    +V R2 R3

    RL

    IL

    I1

    Va

    I2 I3

    3

    321

    31

    32

    31

    2

    132 R

    RRIRRRRE

    RRRE

    REIII inininL

    323

    32

    1

    ; RRRRR

    IIL >>

    78

    Fuentes de corriente unidireccionales con un nico terminal de salida:

    Las fuentes anteriores eran capaces de alimentar cargas con ambos terminales disponibles (flotantes).

    Fuentes de corriente con cargas referidas a potenciales de alimentacin ms positivos:

    Fuente con entrada positiva.

    11

    ;REIII

    REI inLELinE

    Diferencia entre la magnitud a controlar (IL) y la realmente controlada (IE).

    Funcin del diodo.

    R1 + V

    Ein > 0

    RL

    IL

  • 79

    Fuente con entrada negativa.

    11

    ;REIII

    REI inLELinE

    Diferencia entre la magnitud a controlar (IL) y la realmente controlada (IE).

    Funcin del diodo.

    IL IE = Iin. Limitacin del rango de IL. Tcnica de multiplicacin de corriente

    R1 + V

    Ein < 0

    RL

    IL

    80

    31

    2

    33 RR

    RERVI ina 2

    12121 RR

    EVRV

    REII inaain

    L

    inininE IR

    RRIRRRRE

    RRRE

    REIII

    3

    322

    31

    32

    31

    2

    131

    323

    32

    2

    ; RRRRR

    IIL >>

    R1

    +V

    Ein < 0

    Q1

    D

    R2

    R3

    R4

    RL

    IL

    I2

    I1 I3

    Va

  • 81

    Mejora de la precisin: Diferencia entre IE e IL Error debido a la corriente de base Disminuir la corriente de base. Problemas de ganancia en corriente elevada al aumentar las corrientes.

    Entradas positivas:

    82

    Entradas positivas:

  • 83

    Entradas positivas:

    84

    Fuentes de corriente con cargas referidas a potenciales de alimentacin ms negativos:

    Fuente con entrada negativa.

    11

    ;REIII

    REI inLELinE

    Diferencia entre la magnitud a controlar (IL) y la realmente controlada (IE).

    Funcin del diodo.

    R1 - V

    Ein < 0

    RL

    IL

  • 85

    Fuente con entrada positiva.

    11

    ;REIII

    REI inLELinE

    Diferencia entre la magnitud a controlar (IL) y la realmente controlada (IE).

    Funcin del diodo.

    IL IE = Iin. Limitacin del rango de IL Tcnica de multiplicacin de corriente

    R1 - V

    Ein > 0

    RL

    IL

    86

    31

    2

    33 RR

    RERVI ina 2

    12121 RR

    EVRV

    REII inaain

    L

    inininE IR

    RRIRRRRE

    RRRE

    REIII

    3

    321

    31

    32

    31

    2

    132 )(

    323

    32

    1

    ; RRRRR

    IIL >>

    R1

    -V

    Ein > 0

    Q1

    D

    R2

    R3

    R4

    RL

    IL

    I1

    Va

    I2 I3

  • 87

    Mejora de la precisin:

    Entradas negativas:

    88

    Entradas negativas:

  • 89

    Fuentes de corriente con salida bidireccional: Son las de mayor propsito general.

    Fuente Howland: carga referida a comn o a cualquier tensin dentro de un rango. Puede operar con tensiones de entrada de cualquier polaridad y proporciona una corriente de salida con cualquier polaridad.

    R1

    Ein

    R3

    RL

    R4 R2

    IL

    I1

    I2

    Va

    Eo

    90

    LLL

    oL

    Lp

    p

    po RRRRR

    RREVaRRRRR

    RRR

    EVa224

    2

    2

    2

    4

    ;

    213

    21

    1 ;; IIRVEI

    RVEI aoain

    LL

    LLino RRRRRRRRR

    RRRRRRRRREE4142132

    3243432

    LLin

    L

    aL RRRRRRRRR

    RRERVI

    4142132

    32

    LL

    Lina RRRRRRRRR

    RRREV4142132

    32

    LL

    Lin

    ain

    RRRRRRRRRRRRRE

    RVEI

    4142132

    442

    11

    R1

    Ein

    R3

    RL

    R4 R2

    IL

    I1

    I2

    Va

    Eo

  • 91

    LLin

    L

    aL RRRRRRRRR

    RRERVI

    4142132

    32

    IL independiente de RL si: 132

    41 RRRR

    2

    2

    44

    R

    RRRRR

    EELL

    ino

    2

    1R

    EI inL

    2RREV Lina

    2

    1

    2

    1 RRRR

    EI

    L

    in

    Designando:2

    4

    1

    3

    1

    2 ;RR

    RRM

    RRK

    2

    1RRMMEE Lino

    2

    1R

    EI inL 2RREV Lina

    11 R

    RKII LL

    92

    Fuente de corriente con referencia integrada.

    V Vin Vint

    COM REF

    RL

    Rs

    IL Vo

    R2

    R1

  • 93

    sLsL RVrefIVrefRI

    21

    2int

    RRRVVref

    sL RRR

    RVI 121

    2int

    sL

    Loa RR

    RVVV int

    s

    LLLa R

    RRRRVRIV

    21

    2int

    Rango de RL

    Vint

    RL

    Rs

    IL Vo

    R2

    R1

    Vref

    Va

    94

    Bibliografa:

    Miguel A. Prez, Juan C. Alvarez, Juan C. Campo, Francisco J. Ferrero y Gustavo J. Grillo, Instrumentacin Electrnica. Ed. Thomson.

    Alberto M. Fernndez. Instrumentacin Electrnica: Transductores, acondicionadores de seal y sistemas de adquisicin de datos. Departamento de Publicaciones de la E.U.I.T. de Telecomunicacin de Madrid.

    Alberto M. Fernndez. Transductores y Acondicionadores de seal. Departamento de Publicaciones de la E.U.I.T. de Telecomunicacin de Madrid.

    Ramn Palls, Sensores y acondicionadores de seal, Ed. Marcombo.

    Jess Daz; Jos A. Jimnez y Francisco J. Meca, Introduccin a la Electrnica de Medida I . Servicio de Publicaciones de la Universidad de Alcal de Henares.

    Walt Jung ,Amplificadores operacionales integrados, Eld. Paraninfo.

    Practical design techniques for sensor signal conditioning Analog Devices.