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T7: Convertidores Digital/Analógico y Analógico/Digital

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T7: Convertidores Digital-Analógico y Analógico-Digital
Introducción. Definición. Aplicaciones de convertidores D/A y A/D. Principio de operación. Redes de resistencias pesadas binariamente. Redes R-2R. Alternativas. Características. Errores de cuantización. Errores estáticos. Errores dinámicos. Tipo de convertidores A/D.Realimentados. Integración. Paralelo. Características.

BIBLIOGRAFIA: [PARA98] M. Parada, J. I. Escudero y P. Simón: “Apuntes de Instrumentación, Técnicas de Medida y Mantenimiento”. Facultad de Informática y Estadística, Sevilla.1998. [SEDR91]A. S. Sedra and K. C. Smith: “Microelectronic Circuits”. Saunders Collegue Publishing, Third Edition. 1991. [COUG98]R. F. Coughlin and F. F. Driscoll:“Operational Amplifier and Linear Integrated Circuits”. Fihth Edition, Prentice-Hall. 1998.

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Introducción
Definiciones: CONVERTIDOR DIGITAL-ANALÓGICO: Circuito tiene una entrada digital y da a la salida una tensión proporcional a la palabra digital. CONVERTIDOR ANALÓGICO-DIGITAL:Circuito tiene una entrada analógica y da a la salida una palabra digital proporcional a la entrada analógica.

- DSP - Generación de señales analógicas. - Tarjetas gráficas de PCs - Control de procesos continuos. Circuitos Electrónicos e Instrumentación (CEI) 2º ITIS

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D/A: Principio de Operación
D0 X0 sw0 Y0

N-bits
DN-1XN-1 swN-1 YN-1

N –1

+

Salida =

∑

i=0

Di ⋅ X i

Yi = Xi para Di=1 Yi = 0 para Di=0

Salida

FS 7/8 6/8 5/8 4/8 3/8 2/8 1/8 0 000 001 010 011 100 101 110 111

Para Xi = Vi, N=3

Vref --> Precisa Estable (t,T)

Codigo Digital

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D/A: Red deResistencias Ponderadas
2R R D0 4R D1 2NR DN-1 VRef Vo Vo +

 R R R R  V o = – V Ref  D 0 ⋅ ------ + D 1 ⋅ ------ + D 2 ⋅ ------ + … + D N – 1 ⋅ ----------- 2R 4R 8R N   2 R Vref = 10V N=4 N=8

LSB: 00001 --> Vo(LSB) = Vref / 2N MSB: 10000 --> Vo(MSB) = Vref / 2 11111 --> Vo(MAX) = Vref (2N -1) / 2N FS: 2 Vo(MSB) --> Vref Dispersión de Valores

0.625V 5V 9.355V 10V

0.039V 5V 9.961V 10VCircuitos Electrónicos e Instrumentación (CEI)

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D/A: Red de Resistencias R-2R
R 4R R 2R R VRef 2R 2R 2R R

Vo Vo +

Reduce la dispersion de valores de R.

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D/A: Red de ResistenciasR-2R Normal
R

R 4R

R 2R

R Vo Vo +

2R

2R

2R

VRef

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D/A: Caracterización
Cuantización - Estáticos - Dinámicos:

RESOLUCIÓN: Entrada --> Numero de bits de la palabra digital de entrada. Salida --> Incremento de la tensión en la salida motivado por doscódigos sucesivos a la entrada

ESTÁTICOS: Offset: Se puede cancelar Ganancia: Se puede cancelar Linealidad: Limita las prestaciones.

DINAMICOS: Tiempo de establecimiento: Tiempo de respuesta a un cambio en la entrada (1-100µs).

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D/A: Circuitos comerciales:Ejemplos
CLASIFICACION: a) Propósito general (8-12b) b) Alta resolución (12-24b) c) Alta velocidad (5ns)

AD588
-

bits

latch

Vo Vo

R-2R

+

40K 2K Control CS CE 14K

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A/D: Introducción
ADC - N-bits

Vin Entrada Analógica

ADC

B

N-bits Salida...