08 Capitulo Vii Dac
Páginas: 5 (1101 palabras)
Publicado: 12 de mayo de 2015
CONVERTIDORES
DE DIGITAL
A ANALÓGICO
CAPITULO VII
CONVERTIDORES DE DIGITAL A ANALÓGICO
Un sistema digital nos entrega el resultado de lo que haya realizado en forma digital, de aquí surge la necesidad nuevamente de representar esta en forma analógica o bien que nos represente esta información en BCD o decimal.
Aquí es donde se emplea el Convertidor digitalanalógico o DAC.
Convertidor D/A empleando escala binaria de resistencias.
La técnica de utilizar una escala binaria de resistencias es uno de los métodos más antiguos y simples para convertir dígitos binarios o bits en una señal analógica. El circuito básico del DAC consta de un sumador analógico con amplificador operacional, un registro de almacenamiento y un juego de interruptores analógicos.
Elamplificador/sumador posee tantas entradas como bits tiene la palabra binaria que se quiere convertir. El registro memoriza la señal digital de entrada y sus salidas comandan la apertura y cierre de los interruptores analógicos. Un 0 aplicado a la entrada del control de cada interruptor lo abre y un 1 lo cierra.
Cuando se almacena en el registro de entrada un 0000 binario, todos los interruptoresanalógicos se abren. En estas condiciones, no hay voltaje aplicado a la entrada de las resistencias del amplificador sumador. Por consiguiente, el voltaje de salida de este último es igual a 0 V.
Cuando se aplica un 0001, el interruptor S1 se cierra. Esto provoca que se apliquen –10 V a la resistencia R1. Puesto que la entrada (-) del amplificador operacional es una tierra virtual, efectivamentehay – 10 V sobre la resistencia de 8 K.
Como resultado, a través de la resistencia de realimentación (Rf = 800) circula una corriente de 10 V/8000, es decir de 1.25 mA. Aplicando la ley de Ohm, el voltaje en la resistencia Rf debe ser, por tanto, igual a 800 x 1.25 mA, es decir 1 V.
Cuando la palabra binaria de entrada cambia a 0010, se abre el interruptor S1 y se cierra el interruptorS2. Esto causa que una corriente de 2.5 mA (10 V/4000) fluya por R2 y Rf. El voltaje a través de Rf es, ahora, 800 x 2.5 mA = 2 V.
De igual manera, una palabra binaria igual a 0100 generará 4 V en la salida y una igual a 1000 nos dará 8 V de salida.
Observar como los valores de las resistencias de entrada y salida se seleccionan cuidadosamente para generar una progresión binaria (16, 8, 4, 2,1). Los interruptores deben operarse en todas las combinaciones para lograr una salida analógica desde 0 V hasta 15 V en incrementos de 1 V.
Fig. 7.1 Convertidor DAC de escala binaria
Aunque este tipo de convertidor es muy sencillo, no es práctico cuando se emplean palabras binarias de más de 4 bits, ya que la cantidad de resistencias requeridas para obtener la progresión binariaes muy grande.
Convertidor D/A usando resistencias conectadas en escalera
Este tipo de convertidor emplea una red de resistencias en escalera (ladder) conocida como red “R-2R”.
El DAC consta de una fuente de referencia (Vref) que observa una resistencia de valor R (equivalente a toda la red R-2R) conectada a tierra y, por consiguiente, emite una corriente de entrada Iin igual Vref/R.
Estacorriente (Iin) se divide en dos partes iguales: una que circula por la primera resistencia de valor 2R y otra que se dirige hacia el interior de la red. En la siguiente juntura o nodo de la red sucede lo mismo, es decir, la mitad de la corriente se encamina a tierra por la resistencia 2R y lo que resta se interna más en la red. Como resultado, el conjunto de resistencias 2R tiene corrientes devalores iguales a ½ Iin, ¼ Iin, 1/8 Iin, 1/16 Iin, etc.
Fig. 7.2 DAC de red R-2R.
Cada uno de los interruptores conectados a la entrada de la red R-2R, simula un bit de las entradas digitales al convertidor. Cuando el bit es 0, el interruptor correspondiente lleva la corriente que circula por la resistencia 2R a tierra. Cuando este bit vale 1, la enruta a la entrada de suma del amplificador....
CONVERTIDORES
DE DIGITAL
A ANALÓGICO
CAPITULO VII
CONVERTIDORES DE DIGITAL A ANALÓGICO
Un sistema digital nos entrega el resultado de lo que haya realizado en forma digital, de aquí surge la necesidad nuevamente de representar esta en forma analógica o bien que nos represente esta información en BCD o decimal.
Aquí es donde se emplea el Convertidor digitalanalógico o DAC.
Convertidor D/A empleando escala binaria de resistencias.
La técnica de utilizar una escala binaria de resistencias es uno de los métodos más antiguos y simples para convertir dígitos binarios o bits en una señal analógica. El circuito básico del DAC consta de un sumador analógico con amplificador operacional, un registro de almacenamiento y un juego de interruptores analógicos.
Elamplificador/sumador posee tantas entradas como bits tiene la palabra binaria que se quiere convertir. El registro memoriza la señal digital de entrada y sus salidas comandan la apertura y cierre de los interruptores analógicos. Un 0 aplicado a la entrada del control de cada interruptor lo abre y un 1 lo cierra.
Cuando se almacena en el registro de entrada un 0000 binario, todos los interruptoresanalógicos se abren. En estas condiciones, no hay voltaje aplicado a la entrada de las resistencias del amplificador sumador. Por consiguiente, el voltaje de salida de este último es igual a 0 V.
Cuando se aplica un 0001, el interruptor S1 se cierra. Esto provoca que se apliquen –10 V a la resistencia R1. Puesto que la entrada (-) del amplificador operacional es una tierra virtual, efectivamentehay – 10 V sobre la resistencia de 8 K.
Como resultado, a través de la resistencia de realimentación (Rf = 800) circula una corriente de 10 V/8000, es decir de 1.25 mA. Aplicando la ley de Ohm, el voltaje en la resistencia Rf debe ser, por tanto, igual a 800 x 1.25 mA, es decir 1 V.
Cuando la palabra binaria de entrada cambia a 0010, se abre el interruptor S1 y se cierra el interruptorS2. Esto causa que una corriente de 2.5 mA (10 V/4000) fluya por R2 y Rf. El voltaje a través de Rf es, ahora, 800 x 2.5 mA = 2 V.
De igual manera, una palabra binaria igual a 0100 generará 4 V en la salida y una igual a 1000 nos dará 8 V de salida.
Observar como los valores de las resistencias de entrada y salida se seleccionan cuidadosamente para generar una progresión binaria (16, 8, 4, 2,1). Los interruptores deben operarse en todas las combinaciones para lograr una salida analógica desde 0 V hasta 15 V en incrementos de 1 V.
Fig. 7.1 Convertidor DAC de escala binaria
Aunque este tipo de convertidor es muy sencillo, no es práctico cuando se emplean palabras binarias de más de 4 bits, ya que la cantidad de resistencias requeridas para obtener la progresión binariaes muy grande.
Convertidor D/A usando resistencias conectadas en escalera
Este tipo de convertidor emplea una red de resistencias en escalera (ladder) conocida como red “R-2R”.
El DAC consta de una fuente de referencia (Vref) que observa una resistencia de valor R (equivalente a toda la red R-2R) conectada a tierra y, por consiguiente, emite una corriente de entrada Iin igual Vref/R.
Estacorriente (Iin) se divide en dos partes iguales: una que circula por la primera resistencia de valor 2R y otra que se dirige hacia el interior de la red. En la siguiente juntura o nodo de la red sucede lo mismo, es decir, la mitad de la corriente se encamina a tierra por la resistencia 2R y lo que resta se interna más en la red. Como resultado, el conjunto de resistencias 2R tiene corrientes devalores iguales a ½ Iin, ¼ Iin, 1/8 Iin, 1/16 Iin, etc.
Fig. 7.2 DAC de red R-2R.
Cada uno de los interruptores conectados a la entrada de la red R-2R, simula un bit de las entradas digitales al convertidor. Cuando el bit es 0, el interruptor correspondiente lleva la corriente que circula por la resistencia 2R a tierra. Cuando este bit vale 1, la enruta a la entrada de suma del amplificador....
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